JP2018515447A - Parthenolide and its derivatives for the treatment of axonal disorders - Google Patents

Parthenolide and its derivatives for the treatment of axonal disorders Download PDF

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Abstract

本発明は、軸索障害の処置用の、チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤およびチューブリンチロシンリガーゼ活性化剤ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される、軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物に関する。【選択図】図4The present invention reduces detyrosination of axonal tip microtubules selected from the group consisting of tubulin carboxypeptidase inhibitors and tubulin tyrosine ligase activators and combinations thereof for the treatment of axonal disorders It relates to the compound to be made. [Selection] Figure 4

Description

本発明は、神経損傷または疾患時の軸索障害の処置に関する。   The present invention relates to the treatment of axonal disorders during nerve injury or disease.

神経系、すなわち脳、脊髄および末梢神経の複雑かつ繊細な構造は、様々なタイプの障害を受けやすい。例えば末梢神経に対する傷害(末梢神経障害)は、裂傷、局所挫傷(銃創)、伸展/牽引損傷、圧迫、薬物注射損傷または電気損傷を含む様々な外傷により発生しうる。さらに、末梢神経障害は、糖尿病またはハンセン病、ビタミン欠乏症、投薬、例えば化学療法、放射線療法、アルコール過剰摂取、免疫系疾患もしくはウィルス感染等の全身性疾患の結果であることもある。CNSの軸索障害は、切断、断裂もしくは圧迫/挫傷によって引き起こされ、または軸索に損傷を与える疾患に関連する、例えば卒中または多発性硬化症により引き起こされる軸索障害および軸索破壊などであることもある。   The complex and delicate structures of the nervous system, ie the brain, spinal cord and peripheral nerves, are susceptible to various types of disorders. For example, injury to peripheral nerves (peripheral neuropathy) can be caused by various traumas including lacerations, local contusions (gun wounds), stretch / traction injury, compression, drug injection injury or electrical injury. In addition, peripheral neuropathy may be the result of systemic diseases such as diabetes or leprosy, vitamin deficiencies, medications such as chemotherapy, radiation therapy, alcohol overdose, immune system diseases or viral infections. CNS axonal disorders are related to diseases caused by amputation, rupture or compression / contusion, or damage to axons, such as axonal disorders and axonal destruction caused by stroke or multiple sclerosis Sometimes.

末梢神経障害は、大きな機能低下および医療支出の一般的原因である。末梢神経切断または断裂の場合には、手術が行われうる。末梢神経再建においては、損傷した神経が特定され、損傷レベルの上下の正常神経組織を観察できように露出され、神経の損傷部分が除去され、それから切断神経末端が慎重に再接合される。しかし、大きなセクションの損傷は一次修復に適さず、標準の臨床管理では、複雑な顕微手術技術の厳密な応用にもかかわらず、大多数の症例で感覚回復および運動回復が不十分となる。   Peripheral neuropathy is a common cause of major functional decline and medical expenditure. In the case of peripheral nerve amputation or rupture, surgery may be performed. In peripheral nerve reconstruction, damaged nerves are identified and exposed so that normal nerve tissue above and below the damage level can be observed, damaged portions of the nerves are removed, and the cut nerve endings are then carefully rejoined. However, large section injuries are not suitable for primary repair, and standard clinical management results in poor sensory and motor recovery in the majority of cases, despite the rigorous application of complex microsurgical techniques.

一般に、損傷した末梢神経組織は、切断された軸索を再生する能力があり、したがって修復能力がある。いわゆる神経再生の機序は、新たなグリアの生成、軸索の伸長、再ミエリン化または機能的シナプスの回復を含みうる。しかし、神経再生能力は、末梢神経系(PNS:peripheral nervous system)と中枢神経系(CNS:central nervous system)との間で大きく異なる。末梢神経系とは対照的に、中枢神経の軸索再生は、ミエリン由来因子および阻害性のグリア性瘢痕の形成により生じる軸索阻害環境により非常に限定的である。さらに、CNSニューロンは、損傷した軸索を再成長させる本来の能力がはるかに低い。しかし、PNSの損傷した軸索は一般に軸索再成長の本来の潜在力はより大きいものの、主にシュワン細胞からの神経栄養支持の経時的減少および軸索誘導障害により、機能再生は限定的であることが多い。これらの側面は、例えば脚の坐骨神経損傷または腕の正中神経障害の後などの長距離の再生の場合に特に明らかとなる。したがって、軸索再生を加速し、これにより機能回復を改善することを目的とした新規な治療方法の開発が非常に望ましい。   In general, damaged peripheral nerve tissue is capable of regenerating severed axons and is therefore capable of repair. So-called nerve regeneration mechanisms can include the generation of new glia, axonal outgrowth, remyelination or restoration of functional synapses. However, the ability of nerve regeneration differs greatly between the peripheral nervous system (PNS) and the central nervous system (CNS). In contrast to the peripheral nervous system, central nerve axonal regeneration is very limited by the axon-inhibiting environment created by myelin-derived factors and the formation of inhibitory glial scars. Furthermore, CNS neurons have a much lower natural ability to regrow damaged axons. However, while PNS-damaged axons generally have greater intrinsic potential for axonal regrowth, functional regeneration is limited, mainly due to a decrease in neurotrophic support over time from Schwann cells and axonal guidance impairment. There are often. These aspects are particularly apparent in the case of long-distance regeneration, such as after leg sciatic nerve injury or arm median nerve injury. Therefore, it is highly desirable to develop new therapeutic methods aimed at accelerating axonal regeneration and thereby improving functional recovery.

したがって、本発明の基礎となる目的は、軸索障害の処置で使用可能な化合物を提供することであった。   The object underlying the present invention was therefore to provide compounds which can be used in the treatment of axonal disorders.

この問題は、軸索障害の処置用のチューブリンカルボキシペプチダーゼ(TCP:tubulin carboxypeptidase)阻害剤、チューブリンチロシンリガーゼ(TTL:tubulin tyrosine lligase)活性化剤、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物により解決される。   The problem is selected from the group consisting of a tubulin carboxypeptidase (TCP) inhibitor, a tubulin tyrosine ligase (TTL) activator, and combinations thereof for the treatment of axonal disorders Solved by compounds that reduce the detyrosination of axon microtubules.

驚くべきことに、TCP阻害剤パルテノライドが培養下の成体後根神経節ニューロンの軸索成長を顕著に促進することが分かった。さらに、in vivoでの薬物投与により、野生型マウスにおいてそれぞれの対照と比較して軸索成長が加速され、坐骨神経機能再生が促進された。このことは、薬物の局所投与および全身投与で示すことができた。したがって、パルテノライド等のTCP阻害剤およびTTL活性化剤は、神経損傷の有望な薬物処置および神経修復の改良を提供する。   Surprisingly, it was found that the TCP inhibitor parthenolide significantly promotes axonal growth of adult dorsal root ganglion neurons in culture. Furthermore, in vivo drug administration accelerated axonal growth and promoted sciatic nerve function regeneration in wild-type mice compared to their respective controls. This could be shown with local and systemic drug administration. Thus, TCP inhibitors such as parthenolide and TTL activators provide promising drug treatments for nerve damage and improvements in nerve repair.

パルテノライドの有利な効果は、チューブリンカルボキシペプチダーゼ(TCP:tubulin carboxypeptidase)と表されるタンパク質の薬理学的阻害による軸索先端のチュービュリン脱チロシン化の減少によりもたらされると考えられる。本明細書で使用されるところの「チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤」という用語は、‐Glu‐Tyr結合を切り離して天然のチロシン化チューブリンからC‐末端チロシン残基を除去するTCPを標的としてその活性を阻害するかまたは微小管の脱チロシン化を阻害する薬物群を指す。本明細書で使用されるところの「チューブリンチロシンリガーゼ活性化剤」という用語は、他方でチューブリンにCOOH‐末端チロシン残基を付加するチューブリンチロシンリガーゼ(TTL:tubulin tyrosine lligase)と表されるタンパク質を標的としてその活性を活性化する薬物を指す。TCP阻害剤パルテノライドは、細胞培養下で軸索再生を増加させた。   The beneficial effect of parthenolide is believed to be due to a reduction in tubulin carboxypeptidase (TCP) tubulin detyrosination at the axon tip due to pharmacological inhibition of a protein designated as tubulin carboxypeptidase (TCP). As used herein, the term “tubulin carboxypeptidase inhibitor” targets TCP that cleaves -Glu-Tyr bonds and removes C-terminal tyrosine residues from native tyrosine tubulin. Refers to a group of drugs that inhibit activity or inhibit microtubule detyrosination. As used herein, the term “tubulin tyrosine ligase activator” is expressed as tubulin tyrosine ligase (TTL), which adds a COOH-terminal tyrosine residue to tubulin on the other hand. Refers to a drug that activates the activity of a target protein. The TCP inhibitor parthenolide increased axonal regeneration in cell culture.

注目すべきことに、in vivoでのTCP阻害剤の神経内投与または腹腔内投与は、損傷動物の坐骨神経再生を顕著に促進し、機能回復を加速した。このように、軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる薬理学的アプローチは、神経修復および中枢投射の修復を有意に改善し、軸索障害を処置するための新規かつ臨床的に適切な戦略を提供する。都合のよいことに、薬物の局所投与および全身投与が有効であることが示された。   Of note, in vivo or intraperitoneal administration of a TCP inhibitor in vivo significantly promoted sciatic nerve regeneration and accelerated functional recovery in injured animals. Thus, a pharmacological approach to reduce axonal tip microtubule detyrosination significantly improves nerve repair and central projection repair and is a novel and clinically relevant for treating axonal disorders A good strategy. Conveniently, local and systemic administration of drugs has been shown to be effective.

本明細書で使用されるところの「軸索」という用語は、末梢または中枢ニューロンの細長い突出部を指す。軸索は通常、ニューロンの細胞体から外へ電気インパルスを行う。軸索とその絶縁鞘は、神経繊維と呼ばれる。中枢神経系では、乏突起膠細胞によりミエリンが生産される。末梢神経系では、シュワン細胞によりミエリンが形成される。末梢神経繊維は軸索、ミエリン鞘、シュワン細胞およびその神経内膜を含み、中枢神経繊維はシュワン細胞および神経内膜を含まず、乏突起膠細胞を含む。本明細書で使用されるところの「軸索先端」という用語は、軸索の終端または端を指す。軸索の先端には成長円錐と呼ばれる動的区画があり、これを介して成長する軸索がその環境を移動する。   The term “axon” as used herein refers to an elongated protrusion of a peripheral or central neuron. Axons usually make electrical impulses out of the cell body of neurons. Axons and their insulating sheaths are called nerve fibers. In the central nervous system, myelin is produced by oligodendrocytes. In the peripheral nervous system, myelin is formed by Schwann cells. Peripheral nerve fibers contain axons, myelin sheaths, Schwann cells and their inner lining, and central nerve fibers do not contain Schwann cells and inner lining, but contain oligodendrocytes. As used herein, the term “axon tip” refers to the end or end of an axon. At the tip of the axon is a dynamic compartment called a growth cone, through which the axon that grows moves through its environment.

本明細書で使用されるところの「軸索障害」という用語は、任意の神経繊維および神経組織の軸索に対する障害を指す。本明細書で使用されるところの「神経」という用語は、感覚繊維、運動繊維または両方を指す。「軸索障害」という用語は、軸索障害により引き起こされる神経損傷および末梢神経障害のほか、視神経または脊髄の障害を指す。末梢神経障害は、糖尿病またはハンセン病、ビタミン欠乏症、投薬、例えば化学療法、放射線療法、アルコール過剰摂取、免疫系疾患もしくはウィルス感染等の全身性疾患の結果であることもある。軸索障害は、神経損傷または神経疾患時に現れうる。神経損傷は、例えば四肢の骨折または切断により末梢神経系の神経に与えられることもあれば、脊髄が切断、断裂または圧迫/挫傷により損傷することもある。軸索障害は、軸索に損傷を与える疾患に関連する、例えば卒中または多発性硬化症により引き起こされる軸索障害および軸索破壊などであることもある。   As used herein, the term “axon disorder” refers to a disorder of any nerve fiber and nerve tissue axons. As used herein, the term “nerve” refers to sensory fibers, motor fibers, or both. The term “axonopathy” refers to nerve damage and peripheral neuropathy caused by axon disorders, as well as optic nerve or spinal cord disorders. Peripheral neuropathy may be the result of systemic diseases such as diabetes or leprosy, vitamin deficiencies, medications such as chemotherapy, radiation therapy, alcohol overdose, immune system disease or viral infection. Axonal disorders can appear during nerve injury or disease. Nerve damage can be given to nerves in the peripheral nervous system, for example by fracture or amputation of the limbs, or the spinal cord can be damaged by amputation, tearing or compression / contusion. Axonal disorders may be associated with diseases that damage the axons, such as axonal disorders and axonal destruction caused by stroke or multiple sclerosis.

神経損傷は、裂傷、局所挫傷、伸展/牽引損傷、圧迫、薬物注射損傷または電気損傷等の外傷により引き起こされることもある。具体的障害は、神経切断、断裂または圧迫/挫傷である。神経損傷は、Seddonにより三つの主なタイプの神経繊維損傷と連続性があるか否かに基づいて損傷の程度を症状、病理および予後と相関させて分類される。ニューラブラキシアとは、軸索は無事であるが、ミエリン損傷が存在して神経繊維のインパルスの伝達の妨害を引き起こしている、末梢神経系の障害を指す。アクソノトメーシスとは、神経繊維および神経鞘の両方が断裂する、ニューラプラキシアよりも重度の挫滅または挫傷の結果である損傷のタイプを指す。   Nerve damage may be caused by trauma such as laceration, local contusion, stretch / traction injury, compression, drug injection injury or electrical injury. Specific disorders are nerve amputation, rupture or compression / contusion. Nerve damage is classified by Seddon based on whether it is continuous with the three main types of nerve fiber damage, correlating the extent of damage with symptoms, pathology and prognosis. Neulabraxia refers to a disorder of the peripheral nervous system in which axons are safe but myelin damage is present causing interference with nerve fiber impulse transmission. Axonotomesis refers to a type of injury that is the result of more severe destruction or bruise than neuraplaxia, where both nerve fibers and nerve sheaths rupture.

ニューロトメーシスは最重度の病変であり、重度の挫傷、伸展または裂傷時に生じる。軸索だけでなく被包結合組織も連続性を失う。極度のニューロトメーシスは、切断(transsection)である。実施形態においては、神経損傷は、アクソノトメーシスまたはニューロトメーシスを指す。   Neurotomy is the most severe lesion and occurs during severe contusions, stretches or lacerations. Not only axons but also encapsulated connective tissue loses continuity. Extreme neurotomy is a truncation. In an embodiment, nerve injury refers to axonotosis or neurotomy.

したがって諸実施形態においては、軸索障害は、ニューロンの機能低下を引き起こす末梢神経系または中枢神経系の損傷である。好ましい実施形態では、軸索障害は、坐骨神経もしくは視神経または脊髄の中枢投射の損傷である。視神経または脊髄の中枢投射の軸索障害は、中枢神経系の好ましい損傷である。坐骨神経と同様に好ましい末梢神経のさらなる軸索障害は、腕および指に突き出る神経の障害である。坐骨神経または腕および指に突き出す神経は、長い神経であり、障害に特に弱い。障害は、患者に痛みだけでなく感覚および運動機能の不可逆的低下をもたらしうる。視神経の損傷は、生涯にわたる重度の視力障害、または当該の目の完全な失明さえももたらすことが多い。さらに、軸索再生は、軸索の他の中枢投射を含む損傷した脊髄では通常生じない。軸索障害は、四肢麻痺または対麻痺等の高度障害をもたらしうる。このため、パルテノライドの軸索成長促進効果は脊髄損傷後の臨床結果を有利に改善しうる。他の実施形態では、軸索障害は、脳神経、特に視神経または三叉神経、特にその眼枝の損傷である。さらなる実施形態では、軸索障害は、腕神経叢または内臓に分布する神経の損傷である。   Thus, in embodiments, the axonal disorder is damage to the peripheral or central nervous system that causes neuronal loss. In a preferred embodiment, the axonal disorder is a central projection injury of the sciatic or optic nerve or spinal cord. Central projection axonopathy of the optic nerve or spinal cord is a favorable damage to the central nervous system. An additional axonal disorder of the peripheral nerve, which is preferred as well as the sciatic nerve, is a disorder of the nerve protruding into the arms and fingers. The sciatic nerve or the nerve that protrudes into the arms and fingers is a long nerve and is particularly vulnerable to injury. Disorders can lead to irreversible declines in sensory and motor function as well as pain in patients. Optic nerve damage often results in lifelong severe visual impairment, or even complete blindness of the eye. Furthermore, axonal regeneration does not normally occur in the damaged spinal cord that includes other central projections of axons. Axonal disorders can result in severe disorders such as limb paralysis or paraplegia. For this reason, the axon growth promoting effect of parthenolide can advantageously improve the clinical outcome after spinal cord injury. In other embodiments, the axonal disorder is damage to the cranial nerve, particularly the optic nerve or the trigeminal nerve, particularly its eye branch. In a further embodiment, the axonal disorder is nerve damage distributed in the brachial plexus or internal organs.

軸索障害により引き起こされるさらなる障害または疾患は、視神経頭部の軸索が障害される場合の緑内障を含む群より選択されうる。諸実施形態において、軸索障害は、末梢神経障害、緑内障、卒中または多発性硬化症に関連する。末梢神経障害の例は、糖尿病性神経障害および細胞増殖抑制性神経障害(cytostatics‐induced neuropathy)である。   Further disorders or diseases caused by axonal disorders can be selected from the group comprising glaucoma when axons of the optic nerve head are impaired. In embodiments, the axonal disorder is associated with peripheral neuropathy, glaucoma, stroke or multiple sclerosis. Examples of peripheral neuropathy are diabetic neuropathy and cytostatic-induced neuropathy.

さらなる実施形態では、軸索障害は、角膜の損傷もしくは移植角膜の除神経、または病変を生じた視神経もしくは三叉神経、特にその眼枝の軸索切断繊維に関連する。角膜の損傷は、切断または剥離によって引き起こされうる。角膜は、一般に身体表面上の最も密に神経支配された組織である。しかし、角膜移植により角膜の軸索が切断され、その結果移植角膜の完全な除神経が生じる。ドナー組織に対する再神経支配には非常にばらつきがあり、初回手術後に長年にわたり感覚鈍麻が持続する場合が多い。したがって、眼神経から生じる軸索から角膜、特に移植角膜への成長の促進が非常に有利である。   In a further embodiment, the axonal injury is related to corneal damage or denervation of the transplanted cornea, or to the lesioned optic or trigeminal nerve, in particular the axotomy fiber of the eye branch. Corneal damage can be caused by cutting or peeling. The cornea is generally the most densely innervated tissue on the body surface. However, corneal axons are cut by corneal transplantation, resulting in complete denervation of the transplanted cornea. The reinnervation of donor tissue varies widely, and sensory dullness often persists for many years after the initial surgery. Therefore, the promotion of growth from the axons originating from the optic nerve to the cornea, especially the transplanted cornea, is very advantageous.

パルテノライドは軸索の成長円錐と直接相互作用することを示しているため、パルテノライドによって角膜の軸索成長が加速される可能性が高い。都合のよいことに、パルテノライドが末梢神経だけでなく網膜神経節細胞等の中枢ニューロンの神経再生も促進できることが実証できたが、このことは、パルテノライドが緑内障または病変を生じた視神経の軸索切断繊維の処置に有用である可能性があることを示す。   Since parthenolide has been shown to interact directly with the axon growth cone, it is likely that parthenolide will accelerate corneal axon growth. Conveniently, it was demonstrated that parthenolide can promote nerve regeneration not only in peripheral nerves, but also in central neurons such as retinal ganglion cells, which means that parthenolide has axotomy of the optic nerve that caused glaucoma or lesions. Indicates that it may be useful for fiber treatment.

軸索障害の処置用の軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる好ましい化合物は、チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤である。好ましいチューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤は、パルテノライドまたはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、薬学的に許容可能な塩、エステルおよび/もしくは誘導体もしくは構造アナログである。パルテノライドはセスキテルペンラクトンであり、これは通常、別名フィーバーフューとしても知られるキク科(Asteraceae)の植物であるナツシロギク(Tanacetum parthenium)から抽出される。パルテノライドは、4,5‐エポキシ‐6α‐ヒドロキシ‐ガンマ‐ラクトンの名称である。パルテノライドの化学式(1)が以下に示される:   A preferred compound that reduces de-tyrosination of axonal tip microtubules for the treatment of axonal disorders is a tubulin carboxypeptidase inhibitor. Preferred tubulin carboxypeptidase inhibitors are parthenolide or its racemate, enantiomer, stereoisomer, solvate, hydrate, pharmaceutically acceptable salt, ester and / or derivative or structural analog. Parthenolide is a sesquiterpene lactone, which is usually extracted from the plant Asteraceae, also known as feverfew, Tanacetum parthenium. Parthenolide is the name for 4,5-epoxy-6α-hydroxy-gamma-lactone. The chemical formula (1) for parthenolide is shown below:

パルテノライドはキラル中心を含み、したがってそのラセミ体、鏡像異性体または立体異性体が可能であり、使用することもできる。パルテノライドの好ましい立体異性体は、以下の化学式(1a)で示される:   Parthenolides contain a chiral center and can therefore be racemic, enantiomeric or stereoisomeric and can also be used. A preferred stereoisomer of parthenolide is represented by the following chemical formula (1a):

パルテノライドは、IUPAC命名法にしたがい(1aR,4E,7aS,10aS,10bR)‐1a,5‐ジメチル‐8‐メチレン‐2,3,6,7,7a,8,10a,10b‐オクタヒドロオキシレノ[9,10]シクロデカ[1,2‐b]フラン‐9(1aH)‐オンとも表される。パルテノライドがin vitroでニューロンの軸索成長を顕著に促進でき、末梢神経再生(坐骨神経)を促進でき、in vivoで損傷後の機能回復を顕著に加速できることを示すことができた。さらにパルテノライドは、培養網膜神経節細胞等のCNSニューロンの神経突起成長を促進する。   Parthenolide follows the IUPAC nomenclature (1aR, 4E, 7aS, 10aS, 10bR) -1a, 5-dimethyl-8-methylene-2,3,6,7,7a, 8,10a, 10b-octahydroxy oxyreno Also represented as [9,10] cyclodeca [1,2-b] furan-9 (1aH) -one. It was shown that parthenolide can significantly promote neuronal axon growth in vitro, can promote peripheral nerve regeneration (sciatic nerve), and can significantly accelerate functional recovery after injury in vivo. In addition, parthenolide promotes neurite outgrowth of CNS neurons such as cultured retinal ganglion cells.

諸実施形態では、パルテノライドの誘導体または構造アナログも、TCP阻害のために使用可能である。諸実施形態では、パルテノライド誘導体は、8‐、9‐または14‐ヒドロキシパルテノライドおよび/または例えばジメチルアミノパルテノライド(DMAPT:dimethylamino parthenolide)と通常呼称される13‐ジメチルアミノパルテノライド等の13‐アミノパルテノライドを含む群より選択される。ジメチルアミノパルテノライド(DMAPT)は、水溶性かつ経口で生物利用可能なパルテノライド誘導体であるのが有利である。   In embodiments, parthenolide derivatives or structural analogs may also be used for TCP inhibition. In embodiments, the parthenolide derivative comprises 8-, 9-, or 14-hydroxypartenolide and / or 13-aminopartenolide, such as 13-dimethylaminopartenolide commonly referred to as dimethylaminopartenolide (DMAPT). Selected from the group. Dimethylaminopartenolide (DMAPT) is advantageously a water-soluble orally bioavailable parthenolide derivative.

このようなパルテノライド誘導体は、化合物の可溶性を高めることができるが、これは適切な医薬製剤を製剤するために有利となる可能性があり、水性環境における化合物の生物学的利用能の改善を提供する。ヒドロキシ誘導体は、8‐、9‐または14‐ヒドロキシパルテノライド、特にヒドロキシ‐8a‐パルテノライドを含む群より選択されうる。13‐アミノパルテノライド誘導体は、11βH,13‐ジメチルアミノパルテノライド、11βH,13‐ジエチルアミノパルテノライド 11βH,13‐(tert‐ブチルアミノ)パルテノライド、11βH,13‐(ピロリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,3‐(ピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(モルホリン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(ホモピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(ヘプタメチレンイミン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(アゼチジン‐1‐イル)パルテノライドおよび/または11βH,13‐ジアリルアミノパルテノライドを含む群より選択されうる。好ましいアミノパルテノライドは、13‐ジメチルアミノパルテノライドである。   Such parthenolide derivatives can increase the solubility of the compound, which may be advantageous for formulating appropriate pharmaceutical formulations, providing improved bioavailability of the compound in an aqueous environment To do. The hydroxy derivative may be selected from the group comprising 8-, 9- or 14-hydroxypartenolide, especially hydroxy-8a-partenolide. The 13-aminopartenolide derivatives include 11βH, 13-dimethylaminopartenolide, 11βH, 13-diethylaminopartenolide 11βH, 13- (tert-butylamino) partenolide, 11βH, 13- (pyrrolidin-1-yl) partenolide, 11βH, 3- (Piperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (morpholin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (4-methylpiperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (4-methylpiperazine-1- Yl) partenolide, 11βH, 13- (homopiperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (heptamethyleneimine-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (azetidin-1-yl) partenolide and / or The 11BetaH, may be selected from the group comprising 13-diallyl-amino parthenolide. A preferred aminopartenolide is 13-dimethylaminopartenolide.

パルテノライドの構造アナログも、TCP阻害剤として機能しうる。諸実施形態では、パルテノライドの構造アナログは、クニシン、下記の化学式(2)および(3)の化合物、ならびに/またはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、ならびに薬学的に許容可能な塩および/もしくはエステルを含む群より選択される:   Parthenolide structural analogs can also function as TCP inhibitors. In embodiments, the structural analog of parthenolide is kunicin, compounds of formula (2) and (3) below, and / or racemates, enantiomers, stereoisomers, solvates, hydrates, and Selected from the group comprising pharmaceutically acceptable salts and / or esters:

クニシンは、IUPAC命名法にしたがい[(1R,2S,4E,8Z,10S)‐8‐(ヒドロキシメチル)4‐メチル‐13‐メチリデン‐12‐オキソ‐11‐オキサビシクロ[8.3.0]トリデカ‐4,8‐ジエン‐2‐イル](3S)‐3,4‐ジヒドロキシ‐2‐メチリデン‐ブタノエート、または、[(3aR,4S,6E,10Z,11aR)‐10‐(ヒドロキシメチル)‐6‐メチル‐3‐メチリデン‐2‐オキソ‐3a,4,5,8,9,11a‐ヘキサヒドロシクロデカ[b]フラン‐4‐イル](3R)‐3,4‐ジヒドロキシ‐2‐メチリデンブタノエートとも表される。クニシンの好ましい立体異性体は、以下の化学式(4)の通りである:   Knissin follows the IUPAC nomenclature [(1R, 2S, 4E, 8Z, 10S) -8- (hydroxymethyl) 4-methyl-13-methylidene-12-oxo-11-oxabicyclo [8.3.0] Trideca-4,8-dien-2-yl] (3S) -3,4-dihydroxy-2-methylidene-butanoate or [(3aR, 4S, 6E, 10Z, 11aR) -10- (hydroxymethyl)- 6-Methyl-3-methylidene-2-oxo-3a, 4,5,8,9,11a-hexahydrocyclodeca [b] furan-4-yl] (3R) -3,4-dihydroxy-2-methyl Also referred to as redenbutanoate. A preferred stereoisomer of kunisin is represented by the following chemical formula (4):

パルテノライドは、その溶媒和物、水和物、および薬学的に許容可能な塩およびエステルの形でさらに利用可能でありうる。「薬学的に許容可能な塩」という用語は、薬学的に許容可能な無毒性塩基または酸から調製される塩をいう。薬学的に許容可能な塩は、無機塩基および有機塩基を含む薬学的に許容可能な無毒性塩基、有機アニオン、有機カチオン、ハライドまたはアルカリから便利に調製されうる。薬学的に許容可能な塩という用語には、遊離酸または遊離塩基のアルカリ金属塩および付加塩が含まれる。融合タンパク質の薬学的に許容可能な適切な塩基付加塩には、金属塩および有機塩が含まれる。無機塩基から誘導される好ましい塩には、アンモニウム、カルシウム、マグネシウム、カリウムおよびナトリウム塩が含まれる。薬学的に許容可能な有機無毒性塩基から誘導される塩には、一級、二級、および三級アミンの塩が含まれる。パルテノライドおよびその誘導体またはアナログは、塩酸塩またはマレイン酸塩の形で使用されうる。   Parthenolide may be further available in the form of its solvates, hydrates, and pharmaceutically acceptable salts and esters. The term “pharmaceutically acceptable salts” refers to salts prepared from pharmaceutically acceptable non-toxic bases or acids. Pharmaceutically acceptable salts can be conveniently prepared from pharmaceutically acceptable non-toxic bases, including inorganic bases and organic bases, organic anions, organic cations, halides or alkalis. The term pharmaceutically acceptable salts includes alkali metal salts and addition salts of free acids or free bases. Suitable pharmaceutically acceptable base addition salts of the fusion protein include metal salts and organic salts. Preferred salts derived from inorganic bases include ammonium, calcium, magnesium, potassium and sodium salts. Salts derived from pharmaceutically acceptable organic non-toxic bases include primary, secondary, and tertiary amine salts. Parthenolide and its derivatives or analogs can be used in the form of hydrochloride or maleate.

特に神経内投与では、化合物、特にパルテノライドの濃度は、≧0.01μM〜≦10μMの範囲内、特に≧0.01μM〜≦1μM、または≧0.05μM〜≦0.1μM、または≧0.05μM〜≦1μMの範囲内でありうる。   Especially for intra-nerve administration, the concentration of the compound, in particular parthenolide, is in the range ≧ 0.01 μM to ≦ 10 μM, in particular ≧ 0.01 μM to ≦ 1 μM, or ≧ 0.05 μM to ≦ 0.1 μM, or ≧ 0.05 μM. It can be in the range of ~ ≦ 1 μM.

パルテノライド等の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物は、軸索障害の処置において単独で、または他の治療成分と組み合わせて使用することができる。諸実施形態では、上記のパルテノライド等の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物は、パクリタキセル、エポチロンBおよび/またはY27632等のROCK阻害剤より選択される化合物と組み合わせて使用することができる。パクリタキセルは、IUPAC命名法にしたがい(2α,4α,5β,7β,10β,13α)‐4,10‐ビス(アセチルオキシ)‐13‐{[(2R,3S)‐3‐(ベンゾイルアミノ)‐2‐ヒドロキシ‐3‐フェニルプロパノイル]オキシ}‐1,7‐ジヒドロキシ‐9‐オキソ‐5,20‐エポキシタクス‐11‐エン‐2‐イルベンゾエートと表され、タキソールの商品名で入手可能である。パクリタキセルまたはエポチロンBとの組み合わせは、中枢神経系の軸索障害の処置に特に有利でありうる。本明細書で使用されるところの「ROCK阻害剤」という用語は、Rho関連プロテインキナーゼ(ROCK)と表されるタンパク質を標的としてその活性を阻害する薬物を指す。適切なROCK阻害剤は、Y27632または(1R,4r)‐4‐((R)‐1‐アミノエチル)‐N‐(ピリジン‐4‐イル)シクロヘキサンカルボキサミドジヒドロクロリドと表される化合物である。   Compounds that reduce microtubule detyrosination, such as parthenolide, can be used alone or in combination with other therapeutic ingredients in the treatment of axonal disorders. In embodiments, a compound that reduces microtubule detyrosination, such as parthenolide as described above, can be used in combination with a compound selected from ROCK inhibitors such as paclitaxel, epothilone B and / or Y27632. Paclitaxel follows the IUPAC nomenclature (2α, 4α, 5β, 7β, 10β, 13α) -4,10-bis (acetyloxy) -13-{[(2R, 3S) -3- (benzoylamino) -2 -Hydroxy-3-phenylpropanoyl] oxy} -1,7-dihydroxy-9-oxo-5,20-epoxytax-11-en-2-ylbenzoate, available under the trade name Taxol . The combination with paclitaxel or epothilone B may be particularly advantageous for the treatment of central nervous system axonal disorders. As used herein, the term “ROCK inhibitor” refers to a drug that targets a protein designated as Rho-related protein kinase (ROCK) and inhibits its activity. Suitable ROCK inhibitors are the compounds represented by Y27632 or (1R, 4r) -4-((R) -1-aminoethyl) -N- (pyridin-4-yl) cyclohexanecarboxamide dihydrochloride.

軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物は、医薬組成物として処方されうる。本発明のさらなる態様は、軸索障害の処置用の、チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤およびチューブリンチロシンリガーゼ活性化剤ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物を活性成分として含む医薬組成物に関する。   Compounds that reduce axonal tip microtubule detyrosination may be formulated as pharmaceutical compositions. A further aspect of the invention is the detyrosination of microtubules at the tip of axons selected from the group consisting of tubulin carboxypeptidase inhibitors and tubulin tyrosine ligase activators and combinations thereof for the treatment of axonal disorders The present invention relates to a pharmaceutical composition comprising as an active ingredient a compound that reduces sucrose.

好ましい化合物は、TCP阻害剤である。医薬組成物の実施形態において、TCP阻害剤は、パルテノライドまたはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、薬学的に許容可能な塩、エステルおよび/もしくは誘導体もしくは構造アナログである。諸実施形態では、パルテノライド誘導体は、8‐、9‐または14‐ヒドロキシパルテノライドおよび/または13‐ジメチルアミノパルテノライド(DMAPT)等の13‐アミノパルテノライドを含む群より選択される。ヒドロキシ誘導体は、8‐、9‐または14‐ヒドロキシパルテノライド、特にヒドロキシ‐8a‐パルテノライドを含む群より選択されうる。13‐アミノパルテノライド誘導体は、11βH,13‐ジメチルアミノパルテノライド、11βH,13‐ジエチルアミノパルテノライド 11βH,13‐(tert‐ブチルアミノ)パルテノライド、11βH,13‐(ピロリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,3‐(ピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(モルホリン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(ホモピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(ヘプタメチレンイミン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(アゼチジン‐1‐イル)パルテノライドおよび/または11βH,13‐ジアリルアミノパルテノライドを含む群より選択されうる。好ましいアミノパルテノライドは、13‐ジメチルアミノパルテノライドである。さらなる実施形態では、パルテノライドの構造アナログは、クニシン、化学式(2)および(3)の化合物、および/またはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、および薬学的に許容可能な塩および/もしくはエステルを含む群より選択される。   Preferred compounds are TCP inhibitors. In pharmaceutical composition embodiments, the TCP inhibitor is parthenolide or its racemate, enantiomer, stereoisomer, solvate, hydrate, pharmaceutically acceptable salt, ester and / or derivative or structure. It is analog. In embodiments, the parthenolide derivative is selected from the group comprising 13-aminopartenolide, such as 8-, 9- or 14-hydroxypartenolide and / or 13-dimethylaminopartenolide (DMAPT). The hydroxy derivative may be selected from the group comprising 8-, 9- or 14-hydroxypartenolide, especially hydroxy-8a-partenolide. The 13-aminopartenolide derivatives include 11βH, 13-dimethylaminopartenolide, 11βH, 13-diethylaminopartenolide 11βH, 13- (tert-butylamino) partenolide, 11βH, 13- (pyrrolidin-1-yl) partenolide, 11βH, 3- (Piperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (morpholin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (4-methylpiperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (4-methylpiperazine-1- Yl) partenolide, 11βH, 13- (homopiperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (heptamethyleneimine-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (azetidin-1-yl) partenolide and / or The 11BetaH, may be selected from the group comprising 13-diallyl-amino parthenolide. A preferred aminopartenolide is 13-dimethylaminopartenolide. In further embodiments, the structural analogs of parthenolide are kunicin, compounds of formula (2) and (3), and / or racemates, enantiomers, stereoisomers, solvates, hydrates, and pharmaceuticals thereof Selected from the group comprising acceptable salts and / or esters.

諸実施形態では、医薬組成物は、末梢神経系または中枢神経系の軸索障害、特に坐骨神経もしくは視神経または脊髄の中枢投射の損傷の処置用である。諸実施形態では、医薬組成物は、末梢神経障害、緑内障、卒中または多発性硬化症に関連する軸索障害の処置用である。末梢神経障害の例は、糖尿病性神経障害および細胞増殖抑制性神経障害である。さらなる実施形態では、医薬組成物は、損傷もしくは移植された角膜の除神経に関連する軸索障害、または病変を生じた視神経もしくは三叉神経、特にその眼枝の軸索切断繊維に関連する軸索障害の処置用である。   In embodiments, the pharmaceutical composition is for the treatment of axonal disorders of the peripheral or central nervous system, particularly central projection damage of the sciatic or optic nerve or spinal cord. In embodiments, the pharmaceutical composition is for the treatment of axonal disorders associated with peripheral neuropathy, glaucoma, stroke or multiple sclerosis. Examples of peripheral neuropathy are diabetic neuropathy and cytostatic neuropathy. In a further embodiment, the pharmaceutical composition comprises an axonal disorder associated with denervation of an injured or transplanted cornea, or an axon associated with a lesioned optic or trigeminal nerve, in particular an axotomy fiber of the eye branch For the treatment of faults.

医薬組成物は、活性成分としての本発明による軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物、薬学的に許容可能な担体および任意に他の治療成分またはアジュバントを含みうる。したがって、本発明は軸索障害の処置用の医薬組成物にも関し、この組成物は、活性成分としての本発明による軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物、および薬学的に許容可能な担体を含む。   The pharmaceutical composition may comprise a compound that reduces axonal tip microtubule detyrosination according to the invention as an active ingredient, a pharmaceutically acceptable carrier and optionally other therapeutic ingredients or adjuvants. Accordingly, the present invention also relates to a pharmaceutical composition for the treatment of axonal disorders, said composition comprising as an active ingredient a compound that reduces detyrosination of axonal tip microtubules according to the present invention, and pharmaceutically Contains an acceptable carrier.

化合物は、薬学的に許容可能な担体に溶解または分散されうる。「薬学的または薬理学的に許容可能」という用語は、必要に応じて対象、例えばヒトに投与されたときに有害反応、アレルギー反応、または他の不都合な反応を生産しない分子実体および組成物をいう。薬剤担体は、例えば固体、液体または気体であってもよい。適切な担体およびアジュバントは、固体または液体とすることができ、医薬製剤のための製剤技術において通常利用される物質に対応する。例えば、水、グリコール、油、アルコールなどが、溶液等の液状製剤を形成するために使用されうる。固体担体の例には、ラクトース、白土、蔗糖、タルク、ゼラチン、寒天、ペクチン、アカシア、ステアリン酸マグネシウムおよびステアリン酸が含まれる。液体担体の例は、砂糖シロップ、落花生油、オリーブ油および水である。気体状担体の例には、二酸化炭素および窒素が含まれる。   The compound can be dissolved or dispersed in a pharmaceutically acceptable carrier. The term “pharmaceutically or pharmacologically acceptable” refers to molecular entities and compositions that do not produce adverse reactions, allergic reactions, or other adverse reactions when administered to a subject, such as a human, as appropriate. Say. The drug carrier can be, for example, a solid, liquid, or gas. Suitable carriers and adjuvants can be solid or liquid and correspond to materials commonly used in pharmaceutical technology for pharmaceutical formulations. For example, water, glycols, oils, alcohols, etc. can be used to form liquid formulations such as solutions. Examples of solid carriers include lactose, clay, sucrose, talc, gelatin, agar, pectin, acacia, magnesium stearate and stearic acid. Examples of liquid carriers are sugar syrup, peanut oil, olive oil and water. Examples of gaseous carriers include carbon dioxide and nitrogen.

組成物は、経口または非経口投与に適しうる。非経口投与には、皮下投与、筋肉内投与、静脈内投与、神経内投与、神経根周囲投与、腹腔内投与および局所投与が含まれる。諸実施形態において、組成物は、神経内投与もしくは神経根周囲投与等の局所投与用に、または腹腔内投与、静脈内投与、皮下投与もしくは経口投与等の全身投与用に製剤される。末梢神経の処置では、組成物は、全身投与または例えば坐骨神経内などに神経内投与されうる。また、神経根周囲投与等の局所投与または局部投与が好ましいこともある。さらなる実施形態では、組成物は、眼内投与用に、または点眼剤として製剤される。点眼剤の形での投与は、特に損傷もしくは移植された角膜もしくは緑内障、または病変を生じた視神経もしくは三叉神経、特にその眼枝の軸索切断繊維の処置において有効でありうる。注射用に適した組成物には、滅菌水溶液または分散体が含まれる。   The composition may be suitable for oral or parenteral administration. Parenteral administration includes subcutaneous administration, intramuscular administration, intravenous administration, intraneural administration, perineural administration, intraperitoneal administration, and topical administration. In embodiments, the composition is formulated for topical administration, such as intraneural or perineural administration, or for systemic administration, such as intraperitoneal, intravenous, subcutaneous, or oral administration. For the treatment of peripheral nerves, the composition can be administered systemically or intranerveally, for example, into the sciatic nerve. Also, local or local administration such as perineural administration may be preferred. In further embodiments, the composition is formulated for intraocular administration or as eye drops. Administration in the form of eye drops may be particularly useful in the treatment of damaged or transplanted cornea or glaucoma, or lesioned optic or trigeminal nerves, especially axotomy fibers of the eye branch. Compositions suitable for injection include sterile aqueous solutions or dispersions.

特に神経内投与では、化合物、特にパルテノライドの濃度は、≧0.01μM〜≦10μMの範囲内、特に≧0.01μM〜≦1μM、または≧0.05μM〜≦0.1μM、または≧0.05μM〜≦1μMの範囲内でありうる。既に0.01μM〜0.1μMの範囲の濃度がin vivoで坐骨神経損傷後の軸索再生を顕著に同様に増加させ、その一方で10μMを上回るより高い濃度は軸索再生をむしろ減少させることが分かった。   Especially for intra-nerve administration, the concentration of the compound, in particular parthenolide, is in the range ≧ 0.01 μM to ≦ 10 μM, in particular ≧ 0.01 μM to ≦ 1 μM, or ≧ 0.05 μM to ≦ 0.1 μM, or ≧ 0.05 μM. It can be in the range of ~ ≦ 1 μM. Already concentrations in the range of 0.01 μM to 0.1 μM significantly increase axonal regeneration after sciatic nerve injury in vivo, while higher concentrations above 10 μM rather decrease axonal regeneration I understood.

例えば中枢神経系の処置では、組成物が例えば神経注射、ミニポンプなどより局所投与されてもよいが、組成物が消化管経路を介して投与されるのが好ましい。特に、医薬組成物は全身投与、例えば経口投与、全身投与、または腹腔内投与されてもよい。さらなる実施形態では、組成物は、点眼剤として投与されてもよい。点眼剤の形での眼内投与は、特に損傷された角膜もしくは移植された角膜もしくは緑内障、または病変を生じた視神経もしくは三叉神経、特にその眼枝の軸索切断繊維の処置において有用でありうる。医薬組成物は、単位剤形で便利に提供され、調剤技術で公知の方法のいずれかにより調製されることができる。医薬組成物は、当業者に周知の標準の製薬技術を用いて無菌条件下で生産されうる。   For example, in the treatment of the central nervous system, the composition may be administered locally, for example by nerve injection, minipumps, etc., but it is preferred that the composition is administered via the gastrointestinal route. In particular, the pharmaceutical composition may be administered systemically, for example orally, systemically or intraperitoneally. In further embodiments, the composition may be administered as eye drops. Intraocular administration in the form of eye drops may be particularly useful in the treatment of damaged or transplanted cornea or glaucoma, or lesioned optic or trigeminal nerves, especially axotomy fibers of the eye branch . The pharmaceutical compositions are conveniently provided in unit dosage form and can be prepared by any of the methods known in the art of dispensing. The pharmaceutical compositions can be produced under aseptic conditions using standard pharmaceutical techniques well known to those skilled in the art.

製薬組成物は、パルテノライド等の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物を単独で、または他の治療成分と組み合わせて含みうる。好ましい治療成分は、中枢ミエリンまたはグリア性瘢痕の阻害因子に対する反阻害効果を提供する。諸実施形態では、医薬組成物は、上述のパルテノライド等の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物と、パクリタキセル、エポチロンBおよび/またはY27632等のROCK阻害剤より選択される化合物との組み合わせを活性成分として含む。パクリタキセルまたはエポチロンBをさらなる治療成分として含む医薬組成物は、中枢神経系の軸索障害の処置に特に有用でありうる。   The pharmaceutical composition may include a compound that reduces microtubule detyrosination, such as parthenolide, alone or in combination with other therapeutic ingredients. Preferred therapeutic ingredients provide an anti-inhibitory effect on central myelin or glial scar inhibitors. In embodiments, the pharmaceutical composition activates a combination of a compound that reduces microtubule detyrosination, such as parthenolide as described above, and a compound selected from ROCK inhibitors, such as paclitaxel, epothilone B and / or Y27632. Contains as an ingredient. A pharmaceutical composition comprising paclitaxel or epothilone B as an additional therapeutic component may be particularly useful for the treatment of central nervous system axonal disorders.

本発明は、軸索障害の処置用の薬品を製造するための、チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤およびチューブリンチロシンリガーゼ活性化剤ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される、軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物の使用にも関する。諸実施形態では、TCP阻害剤は、パルテノライドまたはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、薬学的に許容可能な塩、エステルおよび/もしくは誘導体もしくは構造アナログである。諸実施形態では、パルテノライド誘導体は、8‐、9‐または14‐ヒドロキシパルテノライドおよび/または13‐ジメチルアミノパルテノライド(DMAPT)等の13‐アミノパルテノライドを含む群より選択される。ヒドロキシ誘導体は、8‐、9‐または14‐ヒドロキシパルテノライド、特にヒドロキシ‐8a‐パルテノライドを含む群より選択されうる。13‐アミノパルテノライド誘導体は、11βH,13‐ジメチルアミノパルテノライド、11βH,13‐ジエチルアミノパルテノライド 11βH,13‐(tert‐ブチルアミノ)パルテノライド、11βH,13‐(ピロリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,3‐(ピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(モルホリン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(ホモピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(ヘプタメチレンイミン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(アゼチジン‐1‐イル)パルテノライドおよび/または11βH,13‐ジアリルアミノパルテノライドを含む群より選択されうる。好ましいアミノパルテノライドは、13‐ジメチルアミノパルテノライドである。さらなる実施形態では、パルテノライドの構造アナログは、クニシン、化学式(2)および(3)の化合物、および/またはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、および薬学的に許容可能な塩および/もしくはエステルを含む群より選択される。諸実施形態では、軸索障害は、末梢神経系または中枢神経系の損傷、特に坐骨神経もしくは視神経または脊髄の中枢投射の損傷である。諸実施形態において、軸索障害は、末梢神経障害、緑内障、卒中または多発性硬化症に関連する。末梢神経障害の例は、糖尿病性神経障害および細胞増殖抑制性神経障害である。さらなる実施形態では、軸索障害は、損傷もしくは移植された角膜の除神経に関連し、または病変を生じた視神経もしくは三叉神経、特にその眼枝の軸索切断繊維に関連する。   The present invention relates to an axonal tip microtubule selected from the group consisting of a tubulin carboxypeptidase inhibitor and a tubulin tyrosine ligase activator and combinations thereof for the manufacture of a medicament for the treatment of axonal disorders. It also relates to the use of compounds that reduce the detyrosination of. In embodiments, the TCP inhibitor is parthenolide or its racemate, enantiomer, stereoisomer, solvate, hydrate, pharmaceutically acceptable salt, ester and / or derivative or structural analog. . In embodiments, the parthenolide derivative is selected from the group comprising 13-aminopartenolide, such as 8-, 9- or 14-hydroxypartenolide and / or 13-dimethylaminopartenolide (DMAPT). The hydroxy derivative may be selected from the group comprising 8-, 9- or 14-hydroxypartenolide, especially hydroxy-8a-partenolide. The 13-aminopartenolide derivatives include 11βH, 13-dimethylaminopartenolide, 11βH, 13-diethylaminopartenolide 11βH, 13- (tert-butylamino) partenolide, 11βH, 13- (pyrrolidin-1-yl) partenolide, 11βH, 3- (Piperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (morpholin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (4-methylpiperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (4-methylpiperazine-1- Yl) partenolide, 11βH, 13- (homopiperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (heptamethyleneimine-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (azetidin-1-yl) partenolide and / or The 11BetaH, may be selected from the group comprising 13-diallyl-amino parthenolide. A preferred aminopartenolide is 13-dimethylaminopartenolide. In further embodiments, the structural analogs of parthenolide are kunicin, compounds of formula (2) and (3), and / or racemates, enantiomers, stereoisomers, solvates, hydrates, and pharmaceuticals thereof Selected from the group comprising acceptable salts and / or esters. In embodiments, the axonal disorder is damage to the peripheral or central nervous system, particularly central projection of the sciatic or optic nerve or spinal cord. In embodiments, the axonal disorder is associated with peripheral neuropathy, glaucoma, stroke or multiple sclerosis. Examples of peripheral neuropathy are diabetic neuropathy and cytostatic neuropathy. In a further embodiment, the axonal disorder is associated with denervation of the damaged or transplanted cornea, or with the lesioned optic nerve or trigeminal nerve, in particular the axotomy fibers of the eye branch.

パルテノライド等の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物は、単独で使用することもできるし、または他の治療物質と組み合わせて使用することもできる。諸実施形態では、使用は、軸索障害の処置用の薬品の製造用の、上述のパルテノライド等の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物、ならびにパクリタキセル、エポチロンBおよび/またはY27632等のROCK阻害剤より選択される化合物の使用に関する。   Compounds that reduce microtubule detyrosination, such as parthenolide, can be used alone or in combination with other therapeutic agents. In embodiments, the use is for the manufacture of a medicament for the treatment of axon disorders, compounds that reduce microtubule detyrosination, such as parthenolide as described above, and ROCK inhibition, such as paclitaxel, epothilone B and / or Y27632. Relates to the use of compounds selected from agents.

本発明のさらなる態様は、軸索障害を処置する方法に関し、この方法は、チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤およびチューブリンチロシンリガーゼ活性化剤ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる治療上有効量の化合物を対象に投与することを含む。   A further aspect of the present invention relates to a method of treating an axonal disorder, wherein the method comprises a neurite tip microbe selected from the group consisting of a tubulin carboxypeptidase inhibitor and a tubulin tyrosine ligase activator and combinations thereof. Administering to the subject a therapeutically effective amount of a compound that reduces vascular detyrosination.

対象には、ヒト対象および動物対象の両方、特に医学用のヒト対象またはマウスもしくはラット等の哺乳類対象が含まれる。「治療上有効量」という用語は、本明細書では、対象において臨床的に有意な状態の改善を引き起こすのに十分な量または用量を意味するために使用される。   Subjects include both human and animal subjects, particularly medical human subjects or mammalian subjects such as mice or rats. The term “therapeutically effective amount” is used herein to mean an amount or dose sufficient to cause a clinically significant improvement in a condition in a subject.

諸実施形態では、方法は、TCP阻害剤を投与することをいう。諸実施形態では、TCP阻害剤は、パルテノライドまたはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、薬学的に許容可能な塩、エステルおよび/もしくは誘導体もしくは構造アナログである。諸実施形態では、パルテノライド誘導体は、8‐、9‐または14‐ヒドロキシパルテノライドおよび/または13‐ジメチルアミノパルテノライド(DMAPT)等の13‐アミノパルテノライドを含む群より選択される。ヒドロキシ誘導体は、8‐、9‐または14‐ヒドロキシパルテノライド、特にヒドロキシ‐8a‐パルテノライドを含む群より選択されうる。13‐アミノパルテノライド誘導体は、11βH,13‐ジメチルアミノパルテノライド、11βH,13‐ジエチルアミノパルテノライド 11βH,13‐(tert‐ブチルアミノ)パルテノライド、11βH,13‐(ピロリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,3‐(ピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(モルホリン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(4‐メチルピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(4‐メチルピペラジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(ホモピペリジン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(ヘプタメチレンイミン‐1‐イル)パルテノライド、11βH,13‐(アゼチジン‐1‐イル)パルテノライドおよび/または11βH,13‐ジアリルアミノパルテノライドを含む群より選択されうる。パルテノライドの構造アナログも、TCP阻害剤として機能することができる。好ましいアミノパルテノライドは、13‐ジメチルアミノパルテノライドである。さらなる実施形態では、パルテノライドの構造アナログは、クニシン、化学式(2)および(3)の化合物、および/またはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、および薬学的に許容可能な塩および/もしくはエステルを含む群より選択される。   In embodiments, the method refers to administering a TCP inhibitor. In embodiments, the TCP inhibitor is parthenolide or its racemate, enantiomer, stereoisomer, solvate, hydrate, pharmaceutically acceptable salt, ester and / or derivative or structural analog. . In embodiments, the parthenolide derivative is selected from the group comprising 13-aminopartenolide, such as 8-, 9- or 14-hydroxypartenolide and / or 13-dimethylaminopartenolide (DMAPT). The hydroxy derivative may be selected from the group comprising 8-, 9- or 14-hydroxypartenolide, especially hydroxy-8a-partenolide. The 13-aminopartenolide derivatives include 11βH, 13-dimethylaminopartenolide, 11βH, 13-diethylaminopartenolide 11βH, 13- (tert-butylamino) partenolide, 11βH, 13- (pyrrolidin-1-yl) partenolide, 11βH, 3- (Piperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (morpholin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (4-methylpiperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (4-methylpiperazine-1- Yl) partenolide, 11βH, 13- (homopiperidin-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (heptamethyleneimine-1-yl) partenolide, 11βH, 13- (azetidin-1-yl) partenolide and / or The 11BetaH, may be selected from the group comprising 13-diallyl-amino parthenolide. Parthenolide structural analogs can also function as TCP inhibitors. A preferred aminopartenolide is 13-dimethylaminopartenolide. In further embodiments, the structural analogs of parthenolide are kunicin, compounds of formula (2) and (3), and / or racemates, enantiomers, stereoisomers, solvates, hydrates, and pharmaceuticals thereof Selected from the group comprising acceptable salts and / or esters.

諸実施形態では、方法は、上述のパルテノライド等の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物、ならびにパクリタキセル、エポチロンBおよび/またはY27632等のROCK阻害剤より選択される化合物を投与することに関する。   In embodiments, the methods relate to administering a compound selected from a microtubule detyrosination such as the above-mentioned parthenolide and a ROCK inhibitor such as paclitaxel, epothilone B and / or Y27632.

諸実施形態では、軸索障害は、末梢神経系または中枢神経系の損傷、特に坐骨神経もしくは視神経または脊髄の中枢投射の損傷である。諸実施形態において、軸索障害は、末梢神経障害、緑内障、卒中または多発性硬化症に関連する。末梢神経障害の例は、糖尿病性神経障害および細胞増殖抑制性神経障害である。さらなる実施形態では、軸索障害は、損傷もしくは移植された角膜の除神経に関連し、または病変を生じた視神経もしくは三叉神経、特にその眼枝の軸索切断繊維に関連する。   In embodiments, the axonal disorder is damage to the peripheral or central nervous system, particularly central projection of the sciatic or optic nerve or spinal cord. In embodiments, the axonal disorder is associated with peripheral neuropathy, glaucoma, stroke or multiple sclerosis. Examples of peripheral neuropathy are diabetic neuropathy and cytostatic neuropathy. In a further embodiment, the axonal disorder is associated with denervation of the damaged or transplanted cornea, or with the lesioned optic nerve or trigeminal nerve, in particular the axotomy fibers of the eye branch.

処置は、経口投与または非経口投与を含みうる。非経口投与には、皮下投与、筋肉内投与、静脈内投与、神経内投与、神経根周囲投与、腹腔内投与および腹腔内投与が含まれる。諸実施形態では、組成物は、神経内経路、神経根周囲経路、腹腔内経路、静脈内経路、皮下経路または経口経路を介して投与される。末梢神経の処置では、組成物は、例えば坐骨神経内などに神経内投与されうる。また、神経根周囲投与等の局所パルテノライド投与が好ましいこともある。特に神経内投与では、化合物、特にパルテノライドの濃度は、≧0.01μM〜≦10μMの範囲内、特に≧0.01μM〜≦1μM、または≧0.05μM〜≦0.1μM、または≧0.05μM〜≦1μMの範囲内でありうる。中枢神経系の処置では、例えば組成物を消化管経路を介して投与するのが好ましいこともある。損傷した角膜組織もしくは移植された角膜または緑内障の処置では、組成物を点眼剤として投与するのが好ましいこともある。   Treatment can include oral or parenteral administration. Parenteral administration includes subcutaneous administration, intramuscular administration, intravenous administration, intraneural administration, perineural administration, intraperitoneal administration, and intraperitoneal administration. In embodiments, the composition is administered via an intraneuronal route, a perineural route, an intraperitoneal route, an intravenous route, a subcutaneous route, or an oral route. For the treatment of peripheral nerves, the composition can be administered intraneurally, for example, into the sciatic nerve. Also, topical parthenolide administration such as perineural administration may be preferred. Especially for intra-nerve administration, the concentration of the compound, in particular parthenolide, is in the range ≧ 0.01 μM to ≦ 10 μM, in particular ≧ 0.01 μM to ≦ 1 μM, or ≧ 0.05 μM to ≦ 0.1 μM, or ≧ 0.05 μM. It can be in the range of ~ ≦ 1 μM. In the treatment of the central nervous system, for example, it may be preferable to administer the composition via the digestive tract route. For the treatment of damaged corneal tissue or transplanted cornea or glaucoma, it may be preferable to administer the composition as an eye drop.

処置は、連続した長期にわたる処置でもよいし、または単回もしくは数回の投与を含んでもよい。既に一回の注入が、in vivoで坐骨神経の機能再生を溶媒処置対照と比較して有意に加速するのに十分であることが分かった。   The treatment may be a continuous long-term treatment or may include a single or several administrations. Already a single injection has been found to be sufficient to accelerate sciatic nerve functional regeneration in vivo compared to solvent-treated controls.

別段の定めがない限り、本明細書において用いられる技術的用語および科学的用語は、本発明が帰属する技術分野の当業者により一般に理解されるのと同じ意味を有する。   Unless defined otherwise, technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

以下の実施例は、本発明をさらに詳細に例示するのに役立つが、その制限となるものではない。   The following examples serve to illustrate the invention in more detail, but without limiting it.

図1Aは、図の様々なパルテノライド濃度で処置したwtマウスから解離し、2日培養後にβIII‐チューブリンを染色したDRGニューロンの図である。スケールバー:100μm。図1Bは、ニューロン培養物の軸索成長の定量を示した図である。エラーバーは、平均値の標準誤差を表す。ANOVAおよび事後Holm Sidac検定により統計的有意性を決定した。溶媒処置対照群と比較した処置効果:***p≦0.001。図1Cは、wtまたはGSK3S/Aダブルノックインマウス(α/β)から解離し、溶媒(−)、5μMのGSK3阻害剤SB216763(sb)、1nMのパルテノライド(par)、5μMのsbと1nMのparとの組み合わせ、10nMのノコダゾール(noco)、またはpar+nocoの組み合わせで処置した、2日培養後の後根神経節(DRG:dorsal root ganglion)ニューロンの軸索成長の定量を示した図である。エラーバーは、平均値の標準誤差を表す。ANOVAおよび事後Holm Sidac検定により統計的有意性を決定した。溶媒処置wt群と比較した処置効果:***p≦0.001;**p≦0.01。溶媒処置α/β群と比較した処置効果###p≦0.001;##p≦0.01。図1Dは、軸索切断から1日後の、2コンパートメントチャンバのマイクロチャネル内に成長する成体DRGニューロンのβIII‐チューブリン陽性軸索を示した培養物の図である。図のように、溶媒(veh)または5nMのパルテノライドを、細胞体コンパートメント(par、soma)または軸索コンパートメント(par、axon)内に投与した。スケールバー:250μM。図1Eは、軸索切断から1日後の、2コンパートメントチャンバのマイクロチャネル内培養物の軸索成長の定量を示す。5つの実験のデータを平均した。エラーバーは、平均値の標準誤差を表す。ANOVAおよび事後Holm Sidac検定により統計的有意性を決定した。処置効果:**p≦0.01。FIG. 1A is a diagram of DRG neurons dissociated from wt mice treated with the various parthenolide concentrations shown and stained for βIII-tubulin after 2 days of culture. Scale bar: 100 μm. FIG. 1B shows the quantification of axon growth in neuronal cultures. Error bars represent the standard error of the mean value. Statistical significance was determined by ANOVA and post horm Sidac test. Treatment effect compared to solvent-treated control group: *** p ≦ 0.001. FIG. 1C shows dissociation from wt or GSK3 S / A double knock-in mice (α / β), solvent (−), 5 μM GSK3 inhibitor SB216673 (sb), 1 nM parthenolide (par), 5 μM sb and 1 nM FIG. 5 shows quantification of axon growth of dorsal root ganglion (DRG) neurons after 2 days of culture treated with 10 nM nocodazole (noco) or par + noco combination. Error bars represent the standard error of the mean value. Statistical significance was determined by ANOVA and post horm Sidac test. Treatment effect was compared with the vehicle-treated wt group: *** p ≦ 0.001; ** p ≦ 0.01. Treatment effect compared to vehicle-treated alpha / beta group ### p ≦ 0.001; ## p ≦ 0.01. FIG. 1D is a culture diagram showing βIII-tubulin positive axons of adult DRG neurons growing in microchannels of a two compartment chamber one day after axotomy. As shown, vehicle (veh) or 5 nM parthenolide was administered into the cell body compartment (par, soma) or axon compartment (par, axon). Scale bar: 250 μM. FIG. 1E shows the quantification of axonal growth of cultures in microchannels in a two compartment chamber one day after axotomy. Data from five experiments were averaged. Error bars represent the standard error of the mean value. Statistical significance was determined by ANOVA and post horm Sidac test. Treatment effect: ** p ≦ 0.01. 溶媒(−)、5μMのSB216763(sb)または10nMのパルテノライド(par)への曝露から3日後の、野生型(wt)およびGSK3S/Aダブルノックインマウス(α/β)からの培養物の非脱チロシン化チューブリン陽性軸索先端の定量を示した図である。三つの独立した実験のデータを、溶媒処置wt群に正規化した。エラーバーは、平均値の標準誤差を表す。ANOVAおよび事後Holm Sidac検定により統計的有意性を決定した。処置効果:***p≦0.001。Non-deprivation of cultures from wild type (wt) and GSK3S / A double knock-in mice (α / β) 3 days after exposure to vehicle (−), 5 μM SB216763 (sb) or 10 nM parthenolide (par) It is the figure which showed fixed_quantity | quantitative_assay of the tyrosine tubulin positive axon tip. Data from three independent experiments were normalized to the solvent treated wt group. Error bars represent the standard error of the mean value. Statistical significance was determined by ANOVA and post horm Sidac test. Treatment effect: *** p ≦ 0.001. 溶媒(veh)または図の様々なパルテノライド濃度で処置後のSCG10染色軸索に基づく、坐骨神経挫滅から3日後の坐骨神経への軸索再生の定量を示した図である。処置群あたりの動物数が図示されている。FIG. 5 shows quantification of axonal regeneration into the sciatic nerve 3 days after sciatic nerve crush, based on SCG10 stained axons after treatment with vehicle (veh) or various parthenolide concentrations in the figure. The number of animals per treatment group is illustrated. 図4Aおよび4Bは、溶媒(veh)または50nMのパルテノライド(par)を神経内注入したSNCから3日後の坐骨神経の縦断切片を示した図である。再生軸索をSCG10(図4A)またはpMAP1B(図4B)につき免疫組織化学的に染色した。スケールバー:500μm。アスタリスクは、挫滅部位を示す。図4Cは、A/Bで説明したように溶媒(veh)またはパルテノライドで処置した動物の、坐骨神経の損傷部位から>1.5、>2、>2.5および>3ミリメートル先での軸索の定量を示した図である。エラーバーは、平均値の標準誤差を表す。ANOVAおよび事後Holm Sidac検定により統計的有意性を決定した。処置効果:***p≦0.001。図4Dは、坐骨神経挫滅から4日後の、パルテノライド(par)または溶媒(veh)処置したマウスの長母指伸筋全組織標本のα‐ブンガロトキシン(BTX:α‐bungarotoxin)およびニューロフィラメント(NF:neurofilament)染色を示した図である。白の矢印は、パルテノライド処置したマウスの再建されたシナプスを示す。スケールバー:50μM。図4Eは、坐骨神経挫滅(dpc)から1、4、7、9、12、14および21日後の、パルテノライド(par、n=11)または溶媒(veh、n=11)で処置した成体野生型マウスにおけるstatic sciatic index(SSI)により決定される運動機能回復の定量を示した図である。**p≦0.01;***p≦0.001。図4Fは、坐骨神経挫滅から1、4、7、12、14および21日後の、パルテノライド(par、n=11)または溶媒(veh、n=11)で処置した成体野生型マウスにおけるvon Freyテストにより決定される感覚機能回復の定量を示した図である。処置効果:**p≦0.01;p≦0.05。FIGS. 4A and 4B show longitudinal sections of the sciatic nerve 3 days after SNC injected intranervely with vehicle (veh) or 50 nM parthenolide (par). Regenerating axons were immunohistochemically stained for SCG10 (FIG. 4A) or pMAP1B (FIG. 4B). Scale bar: 500 μm. The asterisk indicates the extinction site. FIG. 4C shows axes of animals treated with vehicle (veh) or parthenolide as described in A / B at>1.5,>2,> 2.5 and> 3 millimeters from the site of sciatic nerve injury. It is the figure which showed fixed_quantity | quantitative_assay of a cord. Error bars represent the standard error of the mean value. Statistical significance was determined by ANOVA and post horm Sidac test. Treatment effect: *** p ≦ 0.001. FIG. 4D shows α-bungarotoxin (BTX) and neurofilament (BTX) of whole thumb extensor extensor tissue specimens of mice treated with parthenolide (par) or vehicle (veh) 4 days after sciatic nerve crush. It is the figure which showed NF: neurofilament (stain). White arrows indicate the reconstructed synapses of mice treated with parthenolide. Scale bar: 50 μM. FIG. 4E shows adult wild type treated with parthenolide (par, n = 11) or vehicle (veh, n = 11) 1, 4, 7, 9, 12, 14 and 21 days after sciatic nerve crush (dpc). It is the figure which showed the fixed_quantity | quantitative_assay of the motor function recovery | decision determined by static scastic index (SSI) in a mouse | mouth. ** p ≦ 0.01; *** p ≦ 0.001. FIG. 4F shows the von Frey test in adult wild type mice treated with parthenolide (par, n = 11) or vehicle (veh, n = 11) 1, 4, 7, 12, 14 and 21 days after sciatic nerve crush. It is the figure which showed the fixed_quantity | quantitative_assay of the sensory function recovery | decision determined by this. Treatment effect: ** p ≦ 0.01; * p ≦ 0.05. 様々なクニシンおよびパルテノライド(par)の濃度で処置後の、wtのDRG培養物における軸索成長の定量を示した図である。処置したニューロンのデータを、パルテノライドで933μm/ニューロンおよびクニシンで546μm/ニューロンの平均軸索長の溶媒対照に正規化した。データは、三つの独立した実験の平均値±SEMを表す。溶媒対照と比較した処置効果:**p≦0.01、***p≦0.001、##p≦0.01、###p≦0.001。FIG. 6 shows quantification of axonal growth in wt DRG cultures after treatment with various kunisin and parthenolide (par) concentrations. Treated neuron data were normalized to vehicle controls with mean axon length of 933 μm / neuron for parthenolide and 546 μm / neuron for kunicin. Data represent the mean ± SEM of three independent experiments. Treatment effects compared to solvent control: ** p ≦ 0.01, *** p ≦ 0.001, ## p ≦ 0.01, ## p ≦ 0.001. 図6A)は、坐骨神経挫滅(SNC)と溶媒(上)もしくはパルテノライド(6.25pg par;中)の単回神経内(i.n.)注入、またはパルテノライドの腹腔内(i.p.)注入(200ng/kg;下)のいずれかとを行ってから3日後の坐骨神経の代表的な縦断切片を示した図である。再生軸索をSCG10につき免疫組織化学的に染色した。スケールバー:500μm。アスタリスクは、挫滅部位を示す。図6B〜D)は、Aに示した各領域の拡大図である。図6E、F)は、溶媒(veh)または図の様々な用量のパルテノライド(par)を神経内(E)または腹腔内(F)注入したマウスの、坐骨神経の損傷部位から1.5、2、2.5および3ミリメートル先での軸索の定量を示した図である。データは、実験群あたり少なくとも六匹の個体マウスからの五つの断片の平均値±SEMを表す。溶媒注入動物と比較した処置効果:p≦0.05、**p≦0.01、***p≦0.001。FIG. 6A) shows a single intraneuronal (in) injection of sciatic nerve crush (SNC) and vehicle (top) or parthenolide (6.25 pg par; medium) or intraperitoneal (ip) of parthenolide. It is the figure which showed the representative longitudinal section of the sciatic nerve 3 days after performing any of injection | pouring (200 ng / kg; lower). Regenerated axons were immunohistochemically stained for SCG10. Scale bar: 500 μm. The asterisk indicates the extinction site. 6B to 6D are enlarged views of each region shown in FIG. Figures 6E, F) show 1.5, 2 and 2 from the site of sciatic nerve injury in mice injected intrasolventally (E) or intraperitoneally (F) with vehicle (veh) or various doses of parthenolide (par). FIG. 5 shows axon quantification at 2.5, 3 and 3 millimeters ahead. Data represent the mean ± SEM of 5 fragments from at least 6 individual mice per experimental group. Treatment effects compared to vehicle-injected animals: * p ≦ 0.05, ** p ≦ 0.01, *** p ≦ 0.001. 1nMのパルテノライド(par)、リチウム(li)またはその両方で処置後の成体網膜神経節細胞の神経突起成長の定量を示した図である。溶媒対照(’)と比較した処置効果:**p≦0.01。FIG. 5 shows quantification of neurite outgrowth of adult retinal ganglion cells after treatment with 1 nM parthenolide (par), lithium (li) or both. Treatment effect compared to solvent control ('): ** p ≦ 0.01.

材料および方法:
パルテノライドは、Sigma‐Aldrich(セントルイス、ミズーリ州)から購入し、ジメチルスルホキシド(DMSO:dimethyl sulfoxide)に溶解して適切な濃度を得た。ノコダゾールは、Sigma‐Aldrichから購入し、DMSOに溶解して適切な濃度を得た。SB216763は、Sigma‐Aldrichから購入し、DMSOに溶解して適切な濃度を得た。
Materials and methods:
Parthenolide was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) and dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to obtain the appropriate concentration. Nocodazole was purchased from Sigma-Aldrich and dissolved in DMSO to obtain the appropriate concentration. SB216673 was purchased from Sigma-Aldrich and dissolved in DMSO to obtain the appropriate concentration.

外科的手順:
C57BL/6,129/Olaの遺伝背景の雌雄の成体(8〜12週)野生型およびGSK3αS21A/GSK3βS9Aマウス(アレッシ博士教授(Prof.Dr.Alessi)、ダンディー大学)を、食餌と水を自由摂取として12時間の明/暗サイクルに維持し、パルテノライドの効果を調べる実験を除く全ての研究に使用した。パルテノライド実験は、C57BL/6J背景のマウスで行った。動物は、実験で使用する前に同一条件下で少なくとも10日間収容した。ゴブレヒト(Gobrecht)ら、ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications.)2014;5:4561に記載のように、坐骨神経挫滅(SNC:Sciatic nerve crush)を行った。簡潔に説明すると、ケタミン(60〜80mg/kg、ファイザー(Pfizer)、ニューヨーク、米国ニューヨーク州)およびキシラジン(10〜15mg/kg、バイエル(Bayer)、レバークーゼン、ドイツ)の腹腔内注射により動物を麻酔した。臀部に約10mmの皮膚切開を行い、坐骨切痕から三枝分岐まで右坐骨神経を露出させた。組織損傷を最小にしながら、下肢後面筋肉組織を慎重に広げた。Dumon#5鉗子(ヘルムレ(Hermle)、トゥットリンゲン、ドイツ)を使用して脛腓分岐部の近位で30秒間挫滅損傷を行い、カーボン(Sigma)でマークした。6‐0縫合糸を使用して皮膚を閉じた。
Surgical procedures:
Adult male and female (8-12 weeks) wild type and GSK3α S21A / GSK3β S9A mice (Prof. Dr. Alessi (Prof. Dr. Alessi), University of Dundee) with diet background of C57BL / 6,129 / Ola genetic background It was maintained on a 12 hour light / dark cycle as a free ingestion and used in all studies except experiments to examine the effects of parthenolide. Parthenolide experiments were performed with C57BL / 6J background mice. Animals were housed for at least 10 days under the same conditions prior to use in the experiment. Sciatic nerve crush (SNC) was performed as described in Gobrecht et al., Nature Communications. 2014; 5: 4561. Briefly, animals are anesthetized by intraperitoneal injection of ketamine (60-80 mg / kg, Pfizer, New York, NY, USA) and xylazine (10-15 mg / kg, Bayer, Leverkusen, Germany). did. A skin incision of about 10 mm was made in the buttocks, and the right sciatic nerve was exposed from the sciatic notch to the branching of the three branches. The posterior muscle tissue of the lower limbs was carefully spread while minimizing tissue damage. A Dumon # 5 forceps (Hermle, Tuttlingen, Germany) was used to crush injuries for 30 seconds proximal to the tibial bifurcation and marked with carbon (Sigma). The skin was closed using 6-0 suture.

神経挫滅の直後に、マイクロキャピラリおよびNanoject II(商標)インジェクタ(ドラモンドサイエンティフィック(Drummond Scientific)、ブルームオール、米国ペンシルベニア州)を使用して坐骨神経損傷部位への注入を行った。各69nlの注入を23nl/秒の速度および30秒の間隔で五回連続して行った。   Immediately following nerve crush, a microcapillary and Nanoject II ™ injector (Drummond Scientific, Bloomall, Pa., USA) were used to inject the site of the sciatic nerve injury. Each 69 nl injection was performed 5 times in succession at a rate of 23 nl / sec and an interval of 30 sec.

DRGニューロン培養物および免疫細胞化学的染色手順:
ゴブレヒト(Gobrecht)ら、ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications.)2014;5:4561に記載のように、成体野生型(wt;wild type)およびGSK3α/GSK3Pマウスから後根神経節(DRG)ニューロンを分離した。DRG(T8‐L6)を収集し、DMEM(ライフテクノロジーズ(Life Technologies)、カールズバッド、米国カリフォルニア州)中0.25%のトリプシン/EDTA(GEヘルスケア(GE Healthcare)、チャルフォントセントジャイルズ、英国)および0.3%のコラゲナーゼIA型(シグマ(Sigma)、セントルイス、米国ミズーリ州)において、37℃および5%COで45分間インキュベートし、機械的に解離した。10%のウシ胎児血清(GEヘルスケア(GE Healthcare))、ペニシリン/ストレプトマイシン(500U/ml;メルクミリポア(Merck Millipore)、ビルリカ、米国マサチューセッツ州)および5‐フルオロ‐2’‐デソキシウリジン(100nM;シグマ(Sigma))を含むDMEMに細胞を再懸濁した。ポリ‐D‐リシン(PDL、0.1mg/ml;分子量<300,000kDa;シグマ(Sigma))およびラミニン(20μg/ml;シグマ(Sigma))で被覆した96ウェルプレート(Nunc、ドイツ)で、37℃および5%COで細胞を培養した。
DRG neuron culture and immunocytochemical staining procedures:
Isolate dorsal root ganglion (DRG) neurons from adult wild type (wt) and GSK3α / GSK3P mice as described in Gobrecht et al., Nature Communications 2014; 5: 4561. did. DRG (T8-L6) was collected and 0.25% trypsin / EDTA (GE Healthcare, Chalfont St Giles, UK) in DMEM (Life Technologies, Carlsbad, CA) And 0.3% collagenase type IA (Sigma, St. Louis, MO), incubated for 45 minutes at 37 ° C. and 5% CO 2 and mechanically dissociated. 10% fetal bovine serum (GE Healthcare), penicillin / streptomycin (500 U / ml; Merck Millipore, Billerica, Massachusetts, USA) and 5-fluoro-2'-desoxyuridine (100 nM; Sigma Cells were resuspended in DMEM containing (Sigma)). In a 96-well plate (Nunc, Germany) coated with poly-D-lysine (PDL, 0.1 mg / ml; molecular weight <300,000 kDa; Sigma) and laminin (20 μg / ml; Sigma), Cells were cultured at 37 ° C. and 5% CO 2 .

スレオニン1265でのMAP1Bリン酸化またはニューロン軸索先端の脱チロシン化チューブリンのレベルの評価のため、細胞培養物を溶媒、5μMのSB216763または1nMのパルテノライドで処置し、3日間培養した。その後、βIII‐チューブリン(1:2,000;コーヴァンス(Covance))およびpMAP1B(1:1000;サーモサイエンティフィック(Thermo Scientific))または脱チロシン化チューブリン(1:2000;ミリポア(Millipore))に対する抗体で培養物を染色した。軸索先端は、βIII‐チューブリン陽性ニューロン伸長部の最後の15μmであると考えた。データは、少なくとも二つの別個の実験からの三つの反復ウェルの平均値±SEMとして提示する。群間差の有意性を、一元配置または二元配置分散分析(ANOVA:analysis of variance)の後、Holm‐Sidak事後検定を用いて評価した。   To assess the level of MAP1B phosphorylation at threonine 1265 or detyrosinized tubulin at the tip of neuronal axons, cell cultures were treated with vehicle, 5 μM SB216673 or 1 nM parthenolide and cultured for 3 days. Ββ-tubulin (1: 2,000; Covance) and pMAP1B (1: 1000; Thermo Scientific) or detyrosinated tubulin (1: 2000; Millipore) Cultures were stained with antibodies against. The axon tip was considered to be the last 15 μm of the βIII-tubulin positive neuron extension. Data are presented as mean ± SEM of three replicate wells from at least two separate experiments. Significance of differences between groups was assessed using the Holm-Sidak post hoc test after one-way or two-way analysis of variance (ANOVA).

2コンパートメントチャンバ培養物:
2コンパートメントチャンバ(AXIS(商標)軸索分離デバイス、Millipore)をPDLおよびラミニンで被覆した培養皿に載置した。成体マウスのDRGニューロンを、ニューロンが全てのマイクロチャネルに軸索を伸ばすまで、細胞体コンパートメントで3日間培養した。
Two compartment chamber culture:
A two-compartment chamber (AXIS ™ axon separation device, Millipore) was placed in a culture dish coated with PDL and laminin. Adult mouse DRG neurons were cultured for 3 days in the cell body compartment until the neurons extended axons into all microchannels.

その後、軸索コンパートメントから培地を速やかに除去することにより、ニューロンの軸索を切断した。   The neuronal axons were then severed by quickly removing the medium from the axon compartment.

その後、パルテノライド(5nM)または溶媒を細胞体側または軸索側に投与した。マイクロチャネル内への薬品の拡散を防ぐ流体の流れを生産するために、細胞体チャンバと軸索チャンバとの間に静水圧差を確立した。   Thereafter, parthenolide (5 nM) or a solvent was administered to the cell body side or axon side. A hydrostatic pressure difference was established between the cell body chamber and the axon chamber to produce a fluid flow that prevents diffusion of the drug into the microchannel.

さらに24時間培養後、ニューロンを4%PFAで固定した。免疫細胞化学的βIII‐チューブリン染色後に、平均軸索長を定量した。   After further incubation for 24 hours, the neurons were fixed with 4% PFA. Mean axon length was quantified after immunocytochemical βIII-tubulin staining.

α‐ブンガロトキシン(BTX)長母指伸筋染色:
神経筋接合部の再建を分析するために、マウスをSNCから4日後に屠殺した。ゴブレヒト(Gobrecht)ら、ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications.)2014;5:4561に記載のように、長母指伸筋を切開し、1時間PFAで後固定した。その後、筋肉を、一晩PBS中2%TritonXで透過処理した。軸索を、ニューロフィラメントに対する抗体(1:2,000;Abcam)で標識した。PBS‐T中Alexa594結合α‐ブンガロトキシン(BTX)(1:1,000;インビトロジェン(Invitrogen))で1時間培養することにより、シナプスを視覚化した。
α-bungarotoxin (BTX) long thumb extensor muscle staining:
To analyze neuromuscular junction reconstruction, mice were sacrificed 4 days after SNC. The long extensor extensors were dissected and postfixed with PFA for 1 hour as described by Gobrecht et al., Nature Communications 2014; 5: 4561. The muscle was then permeabilized with 2% Triton X in PBS overnight. Axons were labeled with antibodies against neurofilament (1: 2,000; Abcam). Synapses were visualized by incubating with Alexa594-bound α-bungarotoxin (BTX) (1: 1,000; Invitrogen) in PBS-T for 1 hour.

坐骨神経組織の再生軸索の定量:
坐骨神経を分離し、6時間、後固定し、一晩4℃で30%の蔗糖に移し、Tissue‐Tek(サクラ(Sakura)、ライデン、オランダ)に包埋した。クリオスタット(ライカ(Leica)、ヴェッツラー、ドイツ)で縦断切片および横断切片を切断し、被覆ガラススライド(Superfrost plus、フィッシャー(Fisher)、ピッツバーグ、米国ペンシルベニア州)上に解凍載置し、将来の使用のために−20℃で保存した。
Quantification of regenerative axons of sciatic nerve tissue:
The sciatic nerve was isolated, postfixed for 6 hours, transferred to 30% sucrose overnight at 4 ° C., and embedded in Tissue-Tek (Sakura, Leiden, The Netherlands). Longitudinal and transverse sections are cut with a cryostat (Leica, Wetzlar, Germany) and thawed on coated glass slides (Superfrost plus, Fisher, Pittsburgh, Pa., USA) for future use Stored at -20 ° C.

坐骨神経の凍結切片(14μm)を、再生関連タンパク質SCG10(1:1,500;ノーバスバイオロジカルズ(Novus Biologicals))、ケンブリッジ、英国)に対する、またはpMAP1B(1:500;サーモサイエンティフィック(Thermo Scientific))に対する抗体で免疫組織化学的に染色した。ゴブレヒト(Gobrecht)ら、ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications.)2014;5:4561に記載のように、カーボン標識した損傷部位を越えた様々な地点でSCG10陽性軸索を定量した。一元配置ANOVAの後、Holm‐Sidak事後検定を用いて群間差の統計的有意性を評価した。各実験群は、五匹のマウスからの少なくとも五つの切片を含んだ。   A frozen section (14 μm) of the sciatic nerve was taken against the regeneration-related protein SCG10 (1: 1,500; Novus Biologicals), Cambridge, UK) or pMAP1B (1: 500; Thermo Scientific (Thermo Scientific) Immunohistochemical staining with antibodies against Scientific)). SCG10 positive axons were quantified at various points beyond the carbon-labeled lesion site as described by Gobrecht et al., Nature Communications 2014; 5: 4561. After one-way ANOVA, the Holm-Sidak post hoc test was used to assess the statistical significance of the difference between groups. Each experimental group contained at least 5 sections from 5 mice.

Static sciatic index:
バプティスタ(Baptista AF)ら,ジャーナル・オブ・ニューロサイエンス・メソッド(J Neurosci Methods.)2007;161(2):259‐64に記載されるように、溶媒を神経内注入した11匹のC57BL/6Jマウスおよびパルテノライドで処置した11匹の動物で、static sciatic index(SSI)を計算することにより運動機能回復を定量した。
Static scitic index:
Eleven C57BL / 6Js injected with solvent intranerveally as described in Baptista AF et al., Journal of Neuroscience Methods. 2007; 161 (2): 259-64. Motor function recovery was quantified in mice and 11 animals treated with parthenolide by calculating a static sciatic index (SSI).

マウスを地面から持ち上げて左および右後脚をそれぞれ写真撮影した。坐骨神経挫滅の対側(C、左)および同側(I、右)側の足趾の開きを、SNCから0、1、4、7、9、11、14、17および21日後の野生型およびトランスジェニックGSK3ノックインマウスにおいて、足長(PL:paw length)および第一趾と第五趾との間の距離(FF:the first and the fifth toe)を測定することにより評価した。バプティスタ(Baptista AF)ら、ジャーナル・オブ・ニューロサイエンス・メソッド(J Neurosci Methods.)2007;161(2):259‐64に記載のように、既に説明された式に基づいてstatic sciatic index SSIを計算した:SSI=101.3((IFF−CFF)/CFF)−54.03((IPL−CPL)/CPL)−9.5。   The mouse was lifted from the ground and the left and right hind legs were photographed respectively. Opening of contralateral (C, left) and ipsilateral (I, right) footpads after sciatic nerve crush, wild type 0, 1, 4, 7, 9, 11, 14, 17 and 21 days after SNC And in transgenic GSK3 knock-in mice, it was evaluated by measuring the foot length (PL) and the distance between the first and fifth toes (FF). As described in Baptista AF et al., Journal of Neuroscience Methods. 2007; 161 (2): 259-64, static scitic index SSI can be calculated based on the already described formula. Calculated: SSI = 101.3 ((IFF-CFF) / CFF) −54.03 ((IPL−CPL) / CPL) −9.5.

データは、実験群あたり8〜10匹の動物の平均値および±SEMとして表される。   Data are expressed as mean and ± SEM of 8-10 animals per experimental group.

二元配置ANOVAの後、Holm‐Sidak事後検定を用いて群間差の統計的有意性を評価した。   After two-way ANOVA, the Holm-Sidak post hoc test was used to assess the statistical significance of the difference between groups.

Von Freyテスト:
ゴブレヒト(Gobrecht)ら、ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications.)2014;5:4561に記載のように、von Freyフィラメントテストにより実験群あたり11匹の動物でSNCから0、1、4、7、14および21日後にSNC後の感覚機能回復を決定した。テストは、一日の同じ時間に、同じ実験者により行った。
Von Free test:
As described in Gobrecht et al., Nature Communications 2014; 5: 4561, von Frey filament test in 11 animals per experimental group from 0, 1, 4, 7, 14 and 11 After 21 days, recovery of sensory function after SNC was determined. The test was performed by the same experimenter at the same time of day.

この目的で、マウスを高架式金属格子(格子サイズ:2mm)上に置き、テストの前に15分間順応させた。その後、最小フィラメントから開始して足の素早い逃避により示される陽性反応が開始するまでフィラメントサイズを増加させることで、一連の無害なvon Freyフィラメント(室町機械株式会社、東京、日本)に対する同側後足の反応を検討した。二元配置ANOVAの後、Holm‐Sidak事後検定を用いて群間差の統計的有意性を評価した。   For this purpose, mice were placed on an elevated metal grid (grid size: 2 mm) and allowed to acclimate for 15 minutes before testing. Later on the ipsilateral to a series of innocuous von Frey filaments (Muromachi Kikai Co., Ltd., Tokyo, Japan) by starting with the smallest filament and increasing the filament size until a positive response is indicated by a quick escape of the foot The foot reaction was examined. After two-way ANOVA, the Holm-Sidak post hoc test was used to assess the statistical significance of the difference between groups.

in vitroのパルテノライドによる軸索先端のチューブリンカルボキシペプチダーゼの阻害による軸索再生
1.1 培養下の軸索成長の決定
上述の成体野生型マウスから解離したDRGニューロンで、成熟ニューロンの軸索成長に対するチューブリンカルボキシペプチダーゼ(TCP)阻害剤パルテノライドの効果を決定した。細胞を溶媒、0.1nM、1nM、2.5nM、5nM、10nMまたは100nMのパルテノライドで処置し、2日間培養した。
Axonal regeneration by inhibition of tubulin carboxypeptidase at the tip of axon by in vitro parthenolide 1.1 Determination of axon growth in culture DRG neurons dissociated from adult wild-type mice as described above against axonal growth of mature neurons The effect of the tubulin carboxypeptidase (TCP) inhibitor parthenolide was determined. Cells were treated with vehicle, 0.1 nM, 1 nM, 2.5 nM, 5 nM, 10 nM or 100 nM parthenolide and cultured for 2 days.

図1Aは、溶媒、1nM、10nMおよび100nMのパルテノライドで処置し、2日培養後にβIII‐チューブリンを染色した細胞を示した図である。図1Bは、ニューロン培養物の軸索成長の定量を示した図である。三つの独立した実験のデータを、933μm/ニューロンの平均軸索長の溶媒処置対照群に正規化した。図1Aおよび1Bから分かるように、パルテノライドは軸索成長を有意かつ濃度依存的に増加させた。最も強い効果は1nM〜5nMで測定されたが、100nM以上の濃度は培養下の軸索成長を減少させた。これは、パルテノライドの効果が濃度依存的であったことを示す。   FIG. 1A shows cells treated with solvent, 1 nM, 10 nM and 100 nM parthenolide and stained for βIII-tubulin after 2 days of culture. FIG. 1B shows the quantification of axon growth in neuronal cultures. Data from three independent experiments were normalized to a vehicle-treated control group with an average axon length of 933 μm / neuron. As can be seen from FIGS. 1A and 1B, parthenolide increased axon growth significantly and concentration-dependently. The strongest effect was measured from 1 nM to 5 nM, but concentrations above 100 nM reduced axonal growth in culture. This indicates that the effect of parthenolide was concentration dependent.

1.2 微小管動態の調節の決定
パルテノライドに影響された軸索成長が微小管動態の調節により媒介されたことを検証するために、微小管を不安定化し、軸索成長を減少させることが知られているグリコーゲンシンターゼキナーゼ3(GSK3:Glycogen synthase kinase 3)阻害剤SB216763(sb)およびノコダゾール(noco)に対してパルテノライドの効果を評価した。
1.2 Determination of microtubule dynamic regulation To verify that parthenolide-induced axonal growth was mediated by microtubule dynamic regulation, microtubule destabilization and axonal growth could be reduced. The effect of parthenolide was evaluated against the known glycogen synthase kinase 3 (GSK3: Glycogen synthase kinase 3) inhibitors SB216673 (sb) and nocodazole (noco).

グリコーゲンシンターゼキナーゼ3(GSK3)は、二つのイソ型(GSK3αおよびGSK3β)を含むプロテインキナーゼである。いずれのイソ型も坐骨神経挫滅(SNC)時にホスファチジルイノシタイド3キナーゼ(PI3K:phosphatidylinositide 3‐kinase)/AKTシグナリングを介してリン酸化され、不活性化される。GSK3αのセリン21およびGSK3βのセリン9がアラニンで置換されたGSK3α/GSK3βダブルノックインマウス(GSK3S/A)では、AKTによる阻害性GSK3リン酸化が妨げられ、これによりGSK3が構成的に活性化される。維持されたGSK3活性は、坐骨神経挫滅後の軸索再生を顕著に加速する。これらの効果は、MAP1Bのリン酸化の増加に関連する。 Glycogen synthase kinase 3 (GSK3) is a protein kinase containing two isoforms (GSK3α and GSK3β). Both isoforms are phosphorylated and inactivated via phosphatidylinostide 3-kinase (PI3K) / AKT signaling during sciatic nerve crush (SNC). In GSK3α / GSK3β double knock-in mice (GSK3 S / A ) in which serine 21 of GSK3α and serine 9 of GSK3β are substituted with alanine, inhibitory GSK3 phosphorylation by AKT is prevented, thereby constitutively activating GSK3. The Maintained GSK3 activity significantly accelerates axonal regeneration after sciatic nerve crush. These effects are associated with increased phosphorylation of MAP1B.

成体野生型マウスおよびGSK3α/GSK3βダブルノックインマウス(α/β)から解離したDRGニューロンを、それぞれ溶媒(veh)、1nMのパルテノライド、5μMのGSK3阻害剤SB216763(sb)、1nMのパルテノライド(par)、5μMのsbと1nMのparとの組み合わせ、10nΜのノコダゾール(noco)、またはpar+nocoの組み合わせで処置し、2日間培養した。図1Cは、2日培養後のそれぞれの軸索成長の定量を示した図である。図1Cから分かるように、SB216763はパルテノライドの有益な効果に影響しなかったが、GSK3αS/A/GSK3βS/Aで促進される軸索成長を効率的にブロックした。これに対し、ノコダゾールはGSK3αS/A/GSK3βS/Aおよびパルテノライドの有益な効果を同程度に抑制し、パルテノライドおよびGSK3αS/A/GSK3βS/Aが微小管破壊剤に対する感受性を高めることが示唆された。 DRG neurons dissociated from adult wild-type mice and GSK3α / GSK3β double knock-in mice (α / β) were respectively solvent (veh), 1 nM parthenolide, 5 μM GSK3 inhibitor SB216673 (sb), 1 nM parthenolide (par), Treated with a combination of 5 μM sb and 1 nM par, 10 nΜ nocodazole (noco), or par + noco and cultured for 2 days. FIG. 1C shows the quantification of each axonal growth after 2 days of culture. As can be seen from FIG. 1C, SB216673 did not affect the beneficial effects of parthenolide, but effectively blocked axon growth promoted by GSK3α S / A / GSK3β S / A. In contrast, nocodazole inhibits the beneficial effects of GSK3α S / A / GSK3β S / A and parthenolide to the same extent, and parthenolide and GSK3α S / A / GSK3β S / A may increase sensitivity to microtubule disrupting agents. It was suggested.

この発見は、軸索再生に対するパルテノライドのプラスの効果が微小管動態の調節により媒介された可能性が高いことを示す。   This finding indicates that the positive effect of parthenolide on axonal regeneration is likely mediated by modulation of microtubule dynamics.

1.3 パルテノライドの既存軸索との相互作用の決定
パルテノライドが培養下で軸索形成を開始させたのではなく既存の軸索と直接相互作用したこと、および既に成長刺激されたDRGニューロンの軸索再生を促進するのに十分であること検証するために、上述のように細胞体コンパートメントと軸索コンパートメントとの流体分離を可能にする2コンパートメント培養プラットフォームを利用した。この目的のため、成体DRGニューロンを2コンパートメントチャンバで3日間培養して再生状態にしてから軸索を切断した。軸索切断から1日後に、溶媒(veh)または5nMのパルテノライドを細胞体コンパートメント(par、soma)または軸索コンパートメント(par、axon)内のいずれかに投与し、他方のコンパートメントには溶媒をそれぞれ投与した。対照細胞の各コンパートメントには溶媒を投与した。
1.3 Determination of the interaction of parthenolide with existing axons Parthenolide interacted directly with existing axons rather than initiating axon formation in culture, and the axis of DRG neurons that had already been stimulated for growth In order to verify that it is sufficient to promote cord regeneration, a two-compartment culture platform was utilized that allowed fluid separation between the cell body compartment and the axon compartment as described above. For this purpose, adult DRG neurons were cultured in a two-compartment chamber for 3 days to regenerate and then axons were cut. One day after axotomy, vehicle (veh) or 5 nM parthenolide is administered either in the cell body compartment (par, soma) or in the axon compartment (par, axon), and the other compartment is filled with solvent, respectively. Administered. Solvent was administered to each compartment of the control cells.

図1Dは、2コンパートメントチャンバのマイクロチャネル内に成長する成体DRGニューロンのβIII‐チューブリン陽性軸索を示した図である。図1Eは、軸索切断から1日後の軸索成長の定量を示した図である。5つの実験のデータを平均した。図1Eから分かるように、細胞体チャンバのパルテノライドは溶媒処置のレベルよりも軸索成長を増加させることはなかったが、軸索チャンバのパルテノライドは軸索再生を有意に増加させた。これは、既存の軸索の長さがパルテノライドにより増加したことを示す。   FIG. 1D shows βIII-tubulin positive axons of adult DRG neurons growing in microchannels of a two compartment chamber. FIG. 1E shows quantification of axonal growth one day after axotomy. Data from five experiments were averaged. As can be seen in FIG. 1E, cell body chamber parthenolide did not increase axonal growth above the level of solvent treatment, whereas axon chamber parthenolide significantly increased axonal regeneration. This indicates that the length of existing axons has been increased by parthenolide.

これらの観察は、パルテノライドによる中程度の薬理学的TCP阻害により微小管のダイナミシティが増加し、培養されたニューロンの軸索成長の促進がもたらされることを示す。   These observations indicate that moderate pharmacological TCP inhibition by parthenolide increases microtubule dynamics, leading to enhanced axonal growth in cultured neurons.

パルテノライドがin vitroで微小管の脱チロシン化をもたらしたことの決定
パルテノライドによりもたらされる成熟ニューロンの軸索成長が微小管の脱チロシン化の阻害を介して促進されたことを検証するために、野生型(wt)またはGSK3S/Aダブルノックインマウス(α/β)からの培養されたDRGニューロンの軸索先端を、溶媒(−)または5μMのGSK3阻害剤SB216763(sb)もしくは10nMのパルテノライド(par)に曝露した。曝露から3日後に、軸索を脱チロシン化チューブリンおよびβIII‐チューブリンにつき染色した。パルテノライド処置により、軸索先端の脱チロシン化チューブリンのレベルが減少したことが分かった。図2は、溶媒(−)、5μMのSB216763(sb)または10nMのパルテノライド(par)への曝露から3日後の、wtおよびGSK3S/Aダブルノックインマウス(α/β)からの培養物の非脱チロシン化チューブリン陽性軸索先端の定量を示した図である。三つの独立した実験のデータを、溶媒処置wt群に正規化した。図2から分かるように、パルテノライドは、成体野生型ニューロンの非脱チロシン化軸索先端の割合を有意かつGSK3αS/A/GSK3βS/Aニューロンで測定されたのと同程度に増加させた。
Determination of Parthenolide Induced Microtubule Detyrosination In Vitro To verify that the axonal growth of mature neurons induced by parthenolide was promoted through inhibition of microtubule detyrosination. Axonal tips of cultured DRG neurons from type (wt) or GSK3S / A double knock-in mice (α / β) were added to vehicle (−) or 5 μM GSK3 inhibitor SB216673 (sb) or 10 nM parthenolide (par) Exposed to. Three days after exposure, axons were stained for detyrosinated tubulin and βIII-tubulin. Parthenolide treatment was found to reduce the level of detyrosinated tubulin at the axon tip. FIG. 2 shows non-desorption of cultures from wt and GSK3S / A double knock-in mice (α / β) 3 days after exposure to vehicle (−), 5 μM SB216673 (sb) or 10 nM parthenolide (par). It is the figure which showed fixed_quantity | quantitative_assay of the tyrosine tubulin positive axon tip. Data from three independent experiments were normalized to the solvent treated wt group. As can be seen from FIG. 2, parthenolide significantly increased the proportion of non-detyrosinated axonal tips of adult wild type neurons as measured in GSK3α S / A / GSK3β S / A neurons.

これは、パルテノライドによりもたらされる成熟ニューロンの軸索成長が微小管の脱チロシン化の阻害を介して促進されることを示す。   This indicates that axonal growth of mature neurons caused by parthenolide is promoted through inhibition of microtubule detyrosination.

in vivoにおける坐骨神経再生に対するパルテノライドの効果の濃度依存性の決定
0.01μM、0.05μM、0.1μM、1μM、10μMおよび100μMの増加していく濃度のパルテノライドを、坐骨神経損傷の直後に野生型マウスの坐骨神経の挫滅部位内に投与し、坐骨神経切片の軸索再生を評価して濃度効果を決定した。坐骨神経挫滅および処置から3日後に、坐骨神経を分離し、再生関連タンパク質SCG10に対する抗体で染色した。SCG10陽性軸索を、カーボンで標識した損傷部位から2mmおよび3mm先で定量した。溶媒および0.05μMのパルテノライド群では、群あたり五匹の動物を使用し、他の濃度ではそれぞれ二匹の動物を使用した。動物あたり五つの坐骨神経切片を分析した。
Determination of concentration dependence of the effect of parthenolide on sciatic nerve regeneration in vivo. Increasing concentrations of parthenolide of 0.01 μM, 0.05 μM, 0.1 μM, 1 μM, 10 μM and 100 μM were obtained in the wild immediately after sciatic nerve injury. The mice were administered within the sciatic nerve crush site of the mouse and the axon regeneration of the sciatic nerve section was evaluated to determine the concentration effect. Three days after sciatic nerve crush and treatment, the sciatic nerve was isolated and stained with an antibody against the regeneration-related protein SCG10. SCG10 positive axons were quantified 2 mm and 3 mm away from the lesion site labeled with carbon. In the vehicle and 0.05 μM parthenolide groups, 5 animals were used per group, and 2 animals each were used at other concentrations. Five sciatic nerve sections were analyzed per animal.

図3は、溶媒(veh)または様々なパルテノライド濃度で処置後の、坐骨神経挫滅から3日後の坐骨神経への軸索再生の定量を示した図である。図3から分かるように、0.01μM〜0.1μMの範囲の濃度が、SNCから3日後の損傷坐骨神経の軸索再生を顕著かつ同程度に増加させ、10μMを上回るより高い濃度は軸索再生をむしろ減少させた。   FIG. 3 shows the quantification of axonal regeneration into the sciatic nerve three days after sciatic nerve crush after treatment with vehicle (veh) or various parthenolide concentrations. As can be seen from FIG. 3, a concentration in the range of 0.01 μM to 0.1 μM markedly increased the axonal regeneration of the damaged sciatic nerve 3 days after SNC, with higher concentrations above 10 μM Rather reduced regeneration.

in vivoの神経内パルテノライド投与
4.1 in vivoの坐骨神経再生の決定
パルテノライドの神経内投与がin vivoで坐骨神経再生を促進するか否かを調べるために、50nMのパルテノライドまたは溶媒を、野生型マウスの挫滅坐骨神経内に手術と同時に投与し、SNCから3日後に再生に対する効果を決定した。
4.1 In vivo intraparticular administration of parthenolide 4.1 Determination of in vivo sciatic nerve regeneration To determine whether intranerve administration of parthenolide promotes sciatic nerve regeneration in vivo, 50 nM parthenolide or solvent was used in the wild type The mice were administered into the sciatic nerve at the same time as the surgery, and the effect on regeneration was determined 3 days after SNC.

図4Aおよび4Bは、溶媒(veh)または50nMのパルテノライド(par)を神経内注入したSNCから3日後の坐骨神経の縦断切片を示した図である。再生軸索を、図4Aに示すSCG10または図4Bに示すpMAP1Bにつき免疫組織化学的に染色した。図4Aおよび4Bから分かるように、パルテノライド処置により、軸索のpMAP1Bのレベルが増加せずに軸索が損傷部位を越えてより長い距離を再生することが可能になった。図4Cは、前述のように溶媒(veh)またはパルテノライド(par)で処置した動物の、坐骨神経の損傷部位から>1.5mm、>2mm、>2.5mmおよび>3mm先での軸索の定量を示した図である。図4Cで分かるように、パルテノライド投与により、病変部位を2.5mm越えた距離での軸索数が、溶媒処置対照と比較して6倍を超えて顕著に増加した。損傷部位を3mm過ぎた距離の軸索は、パルテノライドによる処置の後にのみ手術から3日後に観察された。   FIGS. 4A and 4B show longitudinal sections of the sciatic nerve 3 days after SNC injected intranervely with vehicle (veh) or 50 nM parthenolide (par). Regenerating axons were immunohistochemically stained for SCG10 shown in FIG. 4A or pMAP1B shown in FIG. 4B. As can be seen from FIGS. 4A and 4B, parthenolide treatment allowed the axons to regenerate longer distances beyond the site of injury without increasing the level of pMAP1B in the axons. FIG. 4C shows the axon of animals treated with vehicle (veh) or parthenolide (par) as described above> 1.5 mm,> 2 mm,> 2.5 mm and> 3 mm away from the site of sciatic nerve injury. It is the figure which showed fixed_quantity | quantitative_assay. As can be seen in FIG. 4C, the administration of parthenolide significantly increased the number of axons at a distance of 2.5 mm beyond the lesion site by more than 6 times compared to the solvent-treated control. Axons at a distance of 3 mm beyond the injury site were observed 3 days after surgery only after treatment with parthenolide.

この発見は、一回の注入が機能再生を溶媒処置対照と比較して有意に加速するのに十分であったことを示す。TCP阻害剤の反復神経内注入または薬品の全身投与は、軸索再生をさらに加速することができると考えられる。さらに、パルテノライドの軸索再生促進効果は、GSK3αS/A/GSK3βS/Aノックイン動物と比較して強く、MAP1Bのリン酸化の増加を伴わなかった。 This finding indicates that a single injection was sufficient to significantly accelerate functional regeneration compared to solvent-treated controls. It is believed that repeated intraneuronal injections of TCP inhibitors or systemic administration of drugs can further accelerate axonal regeneration. Furthermore, the effect of parthenolide on promoting axonal regeneration was stronger than that of GSK3α S / A / GSK3β S / A knock-in animals, and was not accompanied by an increase in MAP1B phosphorylation.

4.2 パルテノライド処置後の神経筋接合部の再建の決定
再生軸索がパルテノライド処置から4日後に既に標的に良好に再分布し始めていることを検証するために、長母指伸筋のBTXおよびニューロフィラメント染色を行った。マウスをSNCおよび50nMのパルテノライド(par)での処置から4日後に屠殺し、長母指伸筋を切開し、染色した。図4Dは、坐骨神経挫滅から4日後の、パルテノライド(par)または溶媒(veh)処置したマウスの長母指伸筋全組織標本のα‐ブンガロトキシン(BTX)およびニューロフィラメント(NF)染色を示した図である。図4Dに示されるように、パルテノライドで処置した動物には神経筋接合部が見られたが、溶媒処置対照には見られなかった。
4.2 Determining the reconstruction of the neuromuscular junction after parthenolide treatment To verify that regenerative axons have already begun to redistribute well to the target 4 days after parthenolide treatment, BTX of the long thumb extensor and Neurofilament staining was performed. Mice were sacrificed 4 days after treatment with SNC and 50 nM parthenolide (par) and the long thumb extensors were dissected and stained. FIG. 4D shows α-bungarotoxin (BTX) and neurofilament (NF) staining of a total tissue preparation of long thumb extensor muscles of mice treated with parthenolide (par) or vehicle (veh) 4 days after sciatic nerve crush. FIG. As shown in FIG. 4D, animals treated with parthenolide showed a neuromuscular junction but not a solvent-treated control.

4.3 機能回復の決定
パルテノライド投与がin vivoの機能回復も加速したか否かを試験するために、坐骨神経挫滅後に50nMのパルテノライドで処置後の成体野生型マウスの再生結果を、上述のようにstatic sciatic index(SSI)およびvon Freyテストを使用して機能的に評価した。
4.3 Determination of functional recovery To test whether parthenolide administration also accelerated in vivo functional recovery, the regeneration results of adult wild type mice after treatment with 50 nM parthenolide after crushing the sciatic nerve were Were functionally evaluated using static scastic index (SSI) and von Frey tests.

図4Eは、坐骨神経挫滅(dpc)から1、4、7、9、12、14および21日後の、パルテノライド(par、n=11)または溶媒(veh、n=11)で処置した成体野生型マウスにおけるstatic sciatic index(SSI)により決定される運動機能回復の定量を示した図である。図4Eで分かるように、パルテノライドで処置した動物は、損傷から4日後に既に溶媒処置対照動物と比較して有意に改善したSSIスコアを示し、これは3週間の全観察期間にわたり維持された。   FIG. 4E shows adult wild type treated with parthenolide (par, n = 11) or vehicle (veh, n = 11) 1, 4, 7, 9, 12, 14 and 21 days after sciatic nerve crush (dpc). It is the figure which showed the fixed_quantity | quantitative_assay of the motor function recovery | decision determined by static scastic index (SSI) in a mouse | mouth. As can be seen in FIG. 4E, the animals treated with parthenolide showed significantly improved SSI scores compared to solvent-treated control animals already 4 days after injury, which was maintained over the entire observation period of 3 weeks.

図4Fは、坐骨神経挫滅から1、4、7、12、14および21日後の、パルテノライド(par、n=11)または溶媒(veh、n=11)で処置した成体野生型マウスにおけるvon Freyテストにより決定される感覚機能回復の定量を示した図である。図4Fで分かるように、パルテノライド処置は感覚回復も加速した。von Freyテストにおいて損傷から7日目に最初の改善が検出でき、12および14日目にも依然として有意であり、軸索が感覚回復のためにそれぞれの標的に到達するのに必要な距離がより長いことを反映する。   FIG. 4F shows the von Frey test in adult wild type mice treated with parthenolide (par, n = 11) or vehicle (veh, n = 11) 1, 4, 7, 12, 14 and 21 days after sciatic nerve crush. It is the figure which showed fixed_quantity | quantitative_assay of the sensory function recovery | decision determined by this. As can be seen in FIG. 4F, parthenolide treatment also accelerated sensory recovery. In the von Frey test, the first improvement can be detected on the 7th day from the injury, and still significant on the 12th and 14th days, the distance required for the axons to reach their respective targets for sensory recovery is more Reflects a long time.

これらのデータは、パルテノライドの神経内投与がin vivoで坐骨神経再生を顕著に促進し、運動機能および感覚機能の回復を加速することを示す。   These data indicate that intranerve administration of parthenolide significantly promotes sciatic nerve regeneration in vivo and accelerates recovery of motor and sensory functions.

パルテノライドおよびクニシンの投与後のin vitroの軸索成長の決定
ゴブレヒト(Gobrecht)ら、ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications.)2014;5:4561に記載のように、成体野生型(wt)およびGSK3α/GSK3βマウスから後根神経節(DRG)ニューロンを分離した。DRG(T8‐L6)を収集し、DMEM(ライフテクノロジーズ(Life Technologies)、カールズバッド、米国カリフォルニア州)中0.25%のトリプシン/EDTA(GEヘルスケア(GE Healthcare)、チャルフォントセントジャイルズ、英国)および0.3%のコラゲナーゼIA型(シグマ(Sigma)、セントルイス、米国ミズーリ州)において、37℃および5%COで45分間インキュベートし、機械的に解離した。10%のウシ胎児血清(GEヘルスケア(Healthcare))、ペニシリン/ストレプトマイシン(500U/ml;メルクミリポア(Merck Millipore)、ビルリカ、米国マサチューセッツ州)および5‐フルオロ‐2’‐デソキシウリジン(100nM;Sigma)を含むDMEMに細胞を再懸濁した。ポリ‐D‐リシン(PDL、0.1mg/ml;分子量<300,000kDa;シグマ(Sigma))およびラミニン(20μg/ml;シグマ(Sigma))で被覆した96ウェルプレート(Nunc、ドイツ)で、37℃および5%COで細胞を培養した。細胞を、溶媒または0.1nM、0.5nM、1nM、5nM、10nMまたは100nMのパルテノライド(シグマアルドリッチ(Sigma‐Aldrich))またはクニシン(エキストラシンシース(Extrasynthese))で処置し、2日間培養した。
Determination of in vitro axonal growth following administration of parthenolide and kunicin Adult wild type (wt) and GSK3α / GSK3β as described in Gobrecht et al., Nature Communications 2014; 5: 4561. Dorsal root ganglion (DRG) neurons were isolated from the mice. DRG (T8-L6) was collected and 0.25% trypsin / EDTA (GE Healthcare, Chalfont St Giles, UK) in DMEM (Life Technologies, Carlsbad, CA) And 0.3% collagenase type IA (Sigma, St. Louis, MO), incubated for 45 minutes at 37 ° C. and 5% CO 2 and mechanically dissociated. 10% fetal bovine serum (GE Healthcare), penicillin / streptomycin (500 U / ml; Merck Millipore, Billerica, Massachusetts, USA) and 5-fluoro-2'-desoxyuridine (100 nM; Sigma) Cells were resuspended in DMEM containing. In a 96-well plate (Nunc, Germany) coated with poly-D-lysine (PDL, 0.1 mg / ml; molecular weight <300,000 kDa; Sigma) and laminin (20 μg / ml; Sigma), Cells were cultured at 37 ° C. and 5% CO 2 . Cells were treated with vehicle or 0.1 nM, 0.5 nM, 1 nM, 5 nM, 10 nM, or 100 nM parthenolide (Sigma-Aldrich) or kunicin (Extrasynthesis sheath) and cultured for 2 days.

48時間のインキュベーション後に、4%PFA(シグマ(Sigma))での固定ならびにNeuN(1:2,000;Abeam、ab177487、ケンブリッジ、英国)およびβIII‐チューブリン(1:2,000;コーヴァンス(Covance)、プリンストン、米国ニュージャージー州)に対する抗体による免疫細胞化学的染色により軸索成長を決定した。ウェルあたりの総軸索長およびニューロン数の画像化および定量を、Pathway855顕微鏡システム(BD、フランクリンレイクス、米国ニュージャージー州)およびAttovisionソフトウェアにより自動で行い、実験者に起因する定量バイアスを回避した。ニューロンあたりの平均軸索長および実験群あたりのニューロンカウントを、対照群に正規化した。   After 48 hours incubation, fixation with 4% PFA (Sigma) and NeuN (1: 2,000; Abeam, ab177487, Cambridge, UK) and βIII-tubulin (1: 2,000; Covance) ), Axonal growth was determined by immunocytochemical staining with antibodies against Princeton, NJ). Imaging and quantification of total axon length and number of neurons per well was automatically performed by Pathway 855 microscope system (BD, Franklin Lakes, NJ, USA) and Attovision software to avoid quantification bias due to the experimenter. Mean axon length per neuron and neuron count per experimental group were normalized to the control group.

図5は、ニューロン培養物の軸索成長の定量を示した図である。データは、実験あたり少なくとも六つの反復ウェルおよび三つの独立した実験の平均値±SEMを表す。群間差の有意性を、一元配置または二元配置分散分析(ANOVA)の後、Holm‐Sidak事後検定を用いて評価した。図5から分かるように、パルテノライドは、軸索成長を有意かつ濃度依存的に増加させた。最も強い効果は1nMおよび5nMで測定されたが、100nM以上の濃度は培養下の軸索成長を減少させた。これは、パルテノライドの効果が濃度依存的であったことを示す。全ての試験濃度で細胞数に影響がなかったため、一般毒性は観察されなかった。パルテノライドと比較して、誘導体クニシンは、同様に有意であるがより目立たない軸索成長促進が見られ、0.5nMで効果が最も強かった。   FIG. 5 shows the quantification of axon growth in neuronal cultures. Data represent the mean ± SEM of at least 6 replicate wells and 3 independent experiments per experiment. Significance of differences between groups was assessed using the Holm-Sidak post hoc test after one-way or two-way analysis of variance (ANOVA). As can be seen from FIG. 5, parthenolide increased axon growth significantly and concentration-dependently. The strongest effect was measured at 1 nM and 5 nM, but concentrations above 100 nM reduced axonal growth in culture. This indicates that the effect of parthenolide was concentration dependent. General toxicity was not observed because there was no effect on cell number at all test concentrations. Compared to parthenolide, the derivative kunicin was similarly significant but less noticeable in promoting axon growth and was most effective at 0.5 nM.

パルテノライドの神経内および全身投与後のin vivoの坐骨神経再生の決定
6.1:神経内パルテノライド投与
実施例4.1に記載のように、1.25pg、6.25pg、12.5pg、125pg、1,250pgおよび12,500pgの用量のパルテノライドを、野生型マウスの坐骨神経挫滅部位に手術と同時に投与し、3日後に再生に対する効果を決定した。
Determination of in vivo sciatic nerve regeneration after intrathenal and systemic administration of parthenolide 6.1: Intraneuronal parthenolide administration As described in Example 4.1, 1.25 pg, 6.25 pg, 12.5 pg, 125 pg, Parthenolide doses of 1,250 pg and 12,500 pg were administered simultaneously with surgery at the site of sciatic nerve crush in wild type mice and the effect on regeneration was determined after 3 days.

図6A、BおよびCは、坐骨神経挫滅(SNC)と溶媒(上)またはパルテノライド(6.25pg par;中)の単回神経内(i.n.)注入のいずれかとを行ってから3日後の坐骨神経の代表的な縦断切片を示した図である。図6BおよびCは、Aに示した各領域の拡大図である。図6A、BおよびCから分かるように、溶媒注入動物(B)の病変から約2.5mm先で検出された軸索輪郭はほんの少数であったが、神経内(C)パルテノライド注入後には有意に多い再生軸索が存在した。図6Eは、溶媒(veh)またはパルテノライドを神経内注入したマウスの、坐骨神経の損傷部位から1.5mm、2mm、2.5mmおよび3ミリメートル先での縦断切片の軸索の定量を示した図である。図6Eから分かるように、神経内投与した1.25〜12.5pgの範囲の用量は、SNCから3日後の軸索再生を顕著に増加させた。最も強い成長促進は、6.25pgおよび12.5pgの用量で決定され、これらの用量は病変部位から2.5mmの距離での軸索数を溶媒処置対照と比較して3倍以上増加させた。   6A, B, and C show 3 days after performing a single intraneuronal (in) injection of sciatic nerve crush (SNC) and vehicle (top) or parthenolide (6.25 pg par; medium). It is the figure which showed the typical longitudinal section of the sciatic nerve. 6B and 6C are enlarged views of each region shown in A. FIG. As can be seen from FIGS. 6A, B and C, only a few axon profiles were detected about 2.5 mm away from the lesion of the solvent-injected animal (B), but significant after intranerve (C) parthenolide injection. There were many regenerative axons. FIG. 6E shows axon quantification of longitudinal sections 1.5 mm, 2 mm, 2.5 mm and 3 mm away from the sciatic nerve injury site in mice injected intraventrally with vehicle (veh) or parthenolide. It is. As can be seen from FIG. 6E, doses ranging from 1.25 to 12.5 pg administered intraneurally significantly increased axonal regeneration 3 days after SNC. The strongest growth promotion was determined at 6.25 pg and 12.5 pg doses, which increased the number of axons at a distance of 2.5 mm from the lesion site by more than 3 times compared to the solvent-treated controls. .

6.2:パルテノライドの全身投与
全身パルテノライド投与が坐骨神経再生を促進できるか否かをテストするために、20ng/kg、200ng/kg、2μg/kgおよび20のμg/kgのパルテノライド用量を、坐骨神経損傷後に腹腔内注入した。
6.2: Systemic administration of parthenolide In order to test whether systemic parthenolide administration can promote sciatic nerve regeneration, 20 ng / kg, 200 ng / kg, 2 μg / kg and 20 μg / kg parthenolide doses were administered. Intraperitoneal injection was performed after nerve injury.

図6AおよびDは、坐骨神経挫滅(SNC)および腹腔内(i.p.)パルテノライド注入(200ng/kg;下)から3日後の坐骨神経の縦断切片を示した図である。図6Dは、Aに示した腹腔内(i.p.)パルテノライド注入後の各領域の拡大図である。図6AおよびDから分かるように、腹腔内(D)パルテノライド注入後にも有意に多い再生軸索が存在した。図6Fは、溶媒(veh)またはパルテノライドを腹腔内注入した坐骨神経の損傷部位から1.5mm、2mm、2.5mmおよび3mm先の縦断切片の軸索の定量を示した図である。図6Fから分かるように、200ng/kgの単回注射は、2.5mmでの再生軸索の数を約2.5倍有意に増加させたが、これは神経内パルテノライド投与と比較してやや明白さが劣るものである。より高いテスト用量は、坐骨神経再生に有意に影響しなかった。   6A and D show longitudinal sections of the sciatic nerve 3 days after sciatic nerve crush (SNC) and intraperitoneal (ip) parthenolide injection (200 ng / kg; bottom). 6D is an enlarged view of each region after intraperitoneal (ip) parthenolide injection shown in A. FIG. As can be seen in FIGS. 6A and D, there were significantly more regenerating axons after intraperitoneal (D) partenolide injection. FIG. 6F is a diagram showing the quantification of axons of longitudinal sections 1.5 mm, 2 mm, 2.5 mm and 3 mm ahead from the damaged site of the sciatic nerve injected intraperitoneally with solvent (veh) or parthenolide. As can be seen from FIG. 6F, a single injection of 200 ng / kg significantly increased the number of regenerating axons at 2.5 mm by about 2.5 times, which is somewhat evident compared to intraneural parthenolide administration. Is inferior. Higher test doses did not significantly affect sciatic nerve regeneration.

これらのデータは、パルテノライドの全身投与もin vivoで坐骨神経再生を顕著に促進し、運動機能および感覚機能の回復を加速することを示す。   These data indicate that systemic administration of parthenolide also significantly promotes sciatic nerve regeneration in vivo and accelerates recovery of motor and sensory functions.

中枢神経系の細胞に対するパルテノライドの効果の決定
パルテノライドが中枢神経系の細胞に対して有効か否かをテストするために、成体網膜神経節細胞の神経突起の伸展を決定した。この目的で、成体マウス網膜を解離し、溶媒(−)、リチウム(li)またはパルテノライド(Par、1nM)の存在下で4日間培養した。細胞を固定してβIII‐チューブリンにつき染色し、網膜神経節細胞ごとの神経突起の長さを決定した。1nMのパルテノライド(par)、リチウム(li)、または両方で処置後の網膜神経節細胞の神経突起成長の定量を図7に示す。図7から分かるように、パルテノライドは、未処置対照と比較して神経突起成長を顕著かつ有意に促進した。リチウムは有意な効果が見られなかったが、パルテノライドの有益な効果をさらに強めた。
Determination of the effect of parthenolide on cells of the central nervous system To test whether parthenolide is effective on cells of the central nervous system, the neurite extension of adult retinal ganglion cells was determined. For this purpose, adult mouse retinas were dissociated and cultured for 4 days in the presence of solvent (−), lithium (li) or parthenolide (Par, 1 nM). Cells were fixed and stained for βIII-tubulin to determine the neurite length for each retinal ganglion cell. Quantification of neurite outgrowth of retinal ganglion cells after treatment with 1 nM parthenolide (par), lithium (li), or both is shown in FIG. As can be seen from FIG. 7, parthenolide significantly and significantly promoted neurite growth compared to untreated controls. Lithium did not have a significant effect, but further enhanced the beneficial effect of parthenolide.

これらのデータは、パルテノライドが、坐骨神経等の末梢神経だけでなく中枢ニューロンの神経再生を促進することもできることを示す。この発見は、パルテノライドが、視神経または脊髄の損傷の後等にCNS再生を促進するためにも有用である可能性を示唆する。   These data indicate that parthenolide can promote nerve regeneration not only in peripheral nerves such as the sciatic nerve but also in central neurons. This finding suggests that parthenolide may also be useful for promoting CNS regeneration, such as after optic nerve or spinal cord injury.

これらのデータがまとまって、神経再生を促進するため、および神経損傷の処置のための新規な治療アプローチを提供する。パルテノライドを用いたin vivoの薬理学的TCP阻害による損傷神経の成長円錐の微小管の脱チロシン化の阻害が、軸索再生を加速し、機能回復を改善するための新規かつ臨床的に実効可能なアプローチを提供することが示された。
These data together provide a novel therapeutic approach for promoting nerve regeneration and for the treatment of nerve damage. In vivo pharmacological TCP inhibition with parthenolide inhibits detyrosination of damaged nerve growth cone microtubules, a novel and clinically feasible method to accelerate axonal regeneration and improve functional recovery It has been shown to provide a simple approach.

Claims (15)

軸索障害の処置用の、チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤およびチューブリンチロシンリガーゼ活性化剤ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される、軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物。   A compound that reduces de-tyrosination of axonal tip microtubules selected from the group consisting of a tubulin carboxypeptidase inhibitor and a tubulin tyrosine ligase activator and combinations thereof for the treatment of axonal disorders. 前記チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤は、パルテノライドまたはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、薬学的に許容可能な塩、エステルおよび/もしくは誘導体もしくは構造アナログである、請求項1に記載の化合物。   The tubulin carboxypeptidase inhibitor is parthenolide or its racemate, enantiomer, stereoisomer, solvate, hydrate, pharmaceutically acceptable salt, ester and / or derivative or structural analog. The compound of claim 1. 前記軸索障害は、末梢神経系または中枢神経系の損傷、特に坐骨神経もしくは視神経または脊髄の中枢投射の損傷である、請求項1に記載の化合物。   2. A compound according to claim 1, wherein the axonal disorder is damage to the peripheral or central nervous system, in particular central projection of the sciatic or optic nerve or spinal cord. 前記軸索障害は、末梢神経障害、緑内障、卒中または多発性硬化症に関連する、請求項1に記載の化合物。   2. The compound of claim 1, wherein the axonal disorder is associated with peripheral neuropathy, glaucoma, stroke or multiple sclerosis. 前記軸索障害は、損傷もしくは移植された角膜の除神経に関連し、または病変を生じた視神経もしくは三叉神経、特にその眼枝の軸索切断繊維に関連する、請求項1に記載の化合物。   2. A compound according to claim 1, wherein the axonal disorder is associated with denervation of the damaged or transplanted cornea, or associated with a lesioned optic or trigeminal nerve, in particular an axotomy fiber of the eye branch. 軸索障害の処置用の、チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤およびチューブリンチロシンリガーゼ活性化剤ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物を活性成分として含む、医薬組成物。   A compound that reduces detyrosination of microtubules at the tip of axons selected from the group consisting of tubulin carboxypeptidase inhibitors and tubulin tyrosine ligase activators and combinations thereof for the treatment of axonal disorders A pharmaceutical composition comprising. 前記チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤は、パルテノライドまたはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、薬学的に許容可能な塩、エステルおよび/もしくは誘導体もしくは構造アナログである、請求項7に記載の医薬組成物。   The tubulin carboxypeptidase inhibitor is parthenolide or its racemate, enantiomer, stereoisomer, solvate, hydrate, pharmaceutically acceptable salt, ester and / or derivative or structural analog. The pharmaceutical composition according to claim 7. 前記組成物は、神経内投与もしくは神経根周囲投与等の局所投与用に、または腹腔内投与、静脈内投与、皮下投与もしくは経口投与等の全身投与用に製剤される、請求項7に記載の医薬組成物。   8. The composition of claim 7, wherein the composition is formulated for topical administration such as intranerve administration or perineural administration, or systemic administration such as intraperitoneal, intravenous, subcutaneous or oral administration. Pharmaceutical composition. 前記組成物は、眼内投与用に、特に点眼剤として製剤される、請求項7に記載の医薬組成物。   The pharmaceutical composition according to claim 7, wherein the composition is formulated for intraocular administration, in particular as an eye drop. 軸索障害の処置用の薬品の製造のための、チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤およびチューブリンチロシンリガーゼ活性化剤ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる化合物の使用。   Detyrosineation of microtubules at the tip of axons selected from the group consisting of tubulin carboxypeptidase inhibitors and tubulin tyrosine ligase activators and combinations thereof for the manufacture of drugs for the treatment of axonal disorders Use of reducing compounds. 前記チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤は、パルテノライドまたはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、薬学的に許容可能な塩、エステルおよび/もしくは誘導体もしくは構造アナログである、請求項10に記載の使用。   The tubulin carboxypeptidase inhibitor is parthenolide or its racemate, enantiomer, stereoisomer, solvate, hydrate, pharmaceutically acceptable salt, ester and / or derivative or structural analog. Use according to claim 10. 前記軸索障害は、末梢神経系または中枢神経系の損傷、特に坐骨神経もしくは視神経もしくは脊髄の中枢投射の損傷であるか、または、損傷もしくは移植された角膜の除神経に関連するか、もしくは病変を生じた視神経もしくは三叉神経、特にその眼枝の軸索切断繊維に関連する、請求項10に記載の使用。   Said axonal disorder is damage of the peripheral or central nervous system, in particular central projection of the sciatic or optic nerve or spinal cord, or is related to or involved in denervation of the damaged or transplanted cornea 11. Use according to claim 10, in relation to the optic nerve or trigeminal nerve that has developed, in particular to the axotomy fiber of its eye branch. 軸索障害を処置する方法であって、チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤およびチューブリンチロシンリガーゼ活性化剤ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される軸索先端の微小管の脱チロシン化を減少させる治療上有効量の化合物を対象に投与することを含む、方法。   A method of treating an axonal disorder, wherein the therapy reduces adenosine tip microtubule detyrosination selected from the group consisting of a tubulin carboxypeptidase inhibitor and a tubulin tyrosine ligase activator and combinations thereof Administering a top effective amount of the compound to the subject. 前記チューブリンカルボキシペプチダーゼ阻害剤は、パルテノライドまたはそのラセミ体、鏡像異性体、立体異性体、溶媒和物、水和物、薬学的に許容可能な塩、エステルおよび/もしくは誘導体もしくは構造アナログである、請求項13に記載の方法。   The tubulin carboxypeptidase inhibitor is parthenolide or its racemate, enantiomer, stereoisomer, solvate, hydrate, pharmaceutically acceptable salt, ester and / or derivative or structural analog. The method of claim 13. 前記軸索障害は、末梢神経系または中枢神経系の損傷、特に坐骨神経もしくは視神経もしくは脊髄の中枢投射の損傷であるか、または、損傷もしくは移植された角膜の除神経に関連するか、もしくは病変を生じた視神経もしくは三叉神経、特にその眼枝の軸索切断繊維に関連する、請求項13に記載の方法。
Said axonal disorder is damage of the peripheral or central nervous system, in particular central projection of the sciatic or optic nerve or spinal cord, or is related to or involved in denervation of the damaged or transplanted cornea 14. The method according to claim 13, wherein the method is associated with the optic nerve or trigeminal nerve that has developed, especially the axotomy fiber of the eye branch.
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